三用户D2D编码缓存：两个随机请求用户与一个发送方
信息论
2023-08-21 v5 math.IT
摘要
在设备到设备（D2D）编码缓存问题中，并非所有用户都会在传输阶段发出文件请求。因此，我们提出了一种新的D2D集中式编码缓存问题，称为具有两个随机请求用户和一个发送方（2RR1S）的三用户D2D编码缓存，其中在传输阶段，三个用户中的任意两个会发出文件请求，而未发出任何文件请求的用户为指定发送方。我们通过证明匹配的逆界与可达性结果，找到了对于任意文件数N的最优缓存与传输方案，记为2RR1S方案。研究表明，为实现最优性能需要采用编码缓存放置。此外，最优速率-内存权衡在N≥4时具有统一表达式，而在N=2和3时具有不同的表达式。为检验所提模型与方案的有效性，我们将2RR1S方案适配到三种场景。第一种是Ji等人提出的三用户D2D编码缓存模型。通过刻画N=2时三用户D2D编码缓存的最优速率-内存权衡（此前未知），我们表明适配的2RR1S方案实际上在N=2且缓存容量中等时对该三用户D2D编码缓存问题是最优的。其优势来自于现有D2D编码缓存方案所缺失的编码缓存放置。第二种场景是在传输阶段每个用户以相同概率p随机且独立地发出文件请求。我们称此模型为请求随机D2D编码缓存问题。将2RR1S方案适配到该场景后，我们展示了对于中到大缓存容量，我们的适配方案优于其他现有D2D编码缓存方案。第三种场景是具有K-s个随机请求用户和s个发送方的K用户D2D编码缓存问题，通过推广2RR1S方案获得了其可达性结果。
引用
@article{arxiv.2209.10225,
title = {Three-user D2D Coded Caching with Two Random Requesters and One Sender},
author = {Wuqu Wang and Nan Liu and Wei Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.10225},
year = {2023}
}
备注
To be submitted for possible journal publication