相关信源缓存与传输的速率-内存权衡

本文研究了在缓存辅助广播网络中，针对由具有任意联合分布的离散无记忆信源生成的相关内容，其内容传输的基本极限。每个接收端配备容量相等的缓存，所请求的文件通过共享的无差错广播链路进行传输。提出了一种基于两步信源编码方法的可感知相关性的可达方案类。首先将库文件压缩，然后利用不感知相关性的多请求缓存辅助编码多播方案的组合进行缓存与传输。第一步使用 Gray-Wyner 信源编码，通过私有描述以及多个文件共有的描述来表示库。第二步则成为一个多请求缓存问题，其需求结构由压缩库的配置决定，且该问题本身也颇具研究价值。通过在双文件多接收端网络和三文件双接收端网络中，将所提两步方案的可达速率与最优峰值及平均速率-内存权衡的下界进行比较，评估了其性能。具体而言，在双文件双接收端网络中，可达速率在相当大的内存区间内与下界吻合，而在所有其他内存值下，其与文件条件熵的差距在半个条件熵以内。在三文件双接收端网络中，两步策略在大缓存容量下达到下界，而在所有其他缓存大小下，其与以第三个信源为条件的另两个信源联合熵的差距在半个联合熵以内。