【摘 要】
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缓存技术能够将数据传输高峰期的传输量转移到非传输高峰期,有效地缓解了传输高峰期的网络通信压力,被公认为解决数据传输时延问题的方法之一。在传输非高峰期,用户预先存储一些多媒体内容到本地缓存中。在传输高峰期,服务器只需根据用户的请求文件传输未被用户缓存的文件的剩余部分,从而减轻传输高峰期的传输压力。但是传统的缓存技术只能为用户带来自身本地缓存内容的局部增益,当用户的本地缓存容量较小时,缓存的作用就显得
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缓存技术能够将数据传输高峰期的传输量转移到非传输高峰期,有效地缓解了传输高峰期的网络通信压力,被公认为解决数据传输时延问题的方法之一。在传输非高峰期,用户预先存储一些多媒体内容到本地缓存中。在传输高峰期,服务器只需根据用户的请求文件传输未被用户缓存的文件的剩余部分,从而减轻传输高峰期的传输压力。但是传统的缓存技术只能为用户带来自身本地缓存内容的局部增益,当用户的本地缓存容量较小时,缓存的作用就显得微不足道。编码缓存技术能够利用用户的本地缓存内容,使服务器生成的编码广播信息可以创造出新的多播机会,同时满足多个用户的需求,从而进一步降低传输高峰期的数据传输量。然而编码缓存方案在实现时,必须将文件分割成若干个子文件块。文件分块数越大,方案的实现复杂度越高。因此,目前编码缓存领域的研究重点为在保证传输负载的前提下,设计文件分块数尽可能小的编码缓存方案。本文分别针对经典的共享链接网络模型和更加实际的多址组合网络模型展开研究,并得到如下主要结果:在共享链接网络模型的研究中,本文根据组合设计的划分思想和矩阵的行、列向量的汉明距离（Hamming Distance）关系,构造了一类新颖的文件分块数比较低的共享链接网络编码缓存方案。但该方案的用户本地缓存含有部分冗余内容,造成用户本地缓存空间的浪费。通过移除用户本地缓存的冗余内容,并利用最大距离可分（Maximum Distance Separated,MDS）码降低了用户的本地缓存容量,同时也进一步减少了方案的文件分块数。通过理论证明和数值仿真表明,本文提出的方案的文件分块数在大多数参数下优于现有方案的文件分块数。在多址组合网络模型的研究中,本文首先通过Zewail和Yener（ZY）的编码缓存设计思想,得到一类多址组合网络的编码缓存方案,称作ZY方案。然而,ZY方案的文件分块数随用户数量增加呈指数级增长,导致方案实现的复杂度较高。其次,本文利用组合设计理论,直接构造了一种多址组合网络编码缓存方案。该方案极大地降低了文件分块数,但方案中的用户数必须是一个组合数。最后为实现用户数的普适性,本文在直接构造方案的基础上,提出了一种多址组合网络编码缓存方案的混合构造。通过理论证明和数值仿真表明,本文提出的两种构造方案比ZY方案具有更低的文件分块数。
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