사용자 중심 클러스터형 모바일 네트워크에서의 협력 에지 캐싱

파일이 기지국(BS)에 사전 저장되어 있는 모바일 에지 캐싱은 원격 파일 가져오지 않고도 직접 콘텐츠 전달을 가능하게 하여, 끝에서 끝까지의 지연을 줄이고 백홀 압력을 완화할 수 있습니다. 실제로 제한된 캐시 크기를 효과적으로 이용하기 위해, 협력 캐싱을 활용하여 새로운 사용자 중심 네트워크 아키텍처에 따라 여러 기지국에서 서비스되는 사용자들이 캐싱 다양성을 활용할 수 있도록 합니다. 본 논문은 대규모 사용자 중심 모바일 네트워크에서 지연 최적의 협력 에지 캐싱을 탐구하며, 여기서 콘텐츠 배치와 클러스터 크기는 네트워크 토폴로지, 트래픽 분포, 채널 품질 및 파일 인기의 확률적 정보를 기반으로 최적화됩니다. 특히, 최적 대역폭 할당을 기반으로 한 탐욕스러운 콘텐츠 배치 알고리즘이 제안되며, 이는 선형 계산 복잡성으로 (1 - 1/e)-최적성을 달성할 수 있습니다. 또한 최적 사용자 중심 클러스터 크기가 연구되며, 캐싱 다양성과 스펙트럼 효율성 간의 균형을 반영하는 최대 클러스터 크기를 제한하는 조건이 명시적으로 제시됩니다. 분석 검증 및 성능 평가를 위해 광범위한 시뮬레이션이 수행됩니다. 수치 결과는 제안된 탐욕스러운 콘텐츠 배치 알고리즘이 비협력적 및 적중률 최대화 방식과 비교했을 때 평균 파일 전송 지연을 최대 45%까지 줄일 수 있음을 보여줍니다. 또한, 서로 다른 시스템 파라미터의 영향을 고려한 최적 클러스터링에 대해서도 논의됩니다.