基于稀疏网络编码的移动边缘缓存网络健壮性维持方法研究

作     者：殷俊 夏欣然 张登银 柯亚琪 杨余旺 

作者机构：南京邮电大学物联网学院 南京理工大学计算机科学与工程学院 

出 版 物：《物联网学报》 (Chinese Journal on Internet of Things)

年 卷 期：2024年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国防基础科研计划项目(No.JCKY2023***007) 南邮自然科学基金资助项目(No.NY221095,No.NY223106) 

主　　题：移动边缘缓存网络 网络编码 健壮性 恢复算法 

摘      要：稀疏网络编码通过对若干数据块进行线性组合后再存储可提高移动边缘缓存网络（Mobile Edge Caching Networks， MEC）的缓存空间利用率，降低内容调度开销和复杂度。但MEC网络采用普通用户设备作为缓存节点存储这些编码内容，因此用户设备的离开/失效会削弱该方法的健壮性。针对缓存节点失效后的编码内容恢复问题，首先提出了一种基于查找表的编码内容管理方法，可有效组织缓存节点的稀疏编码内容；其次建立了失效内容恢复的数学问题模型，并证明该问题属于NP类问题；鉴于问题求解复杂性，给出了一种启发式的失效节点内容恢复算法以维持MEC系统健壮性，首先寻找可行的备用缓存节点集合，其次再恢复失效内容。仿真实验测试进一步验证了该算法在恢复时延和恢复能耗上的良好性能。