2023.4电脑编程技巧与维护1概述近年来，随着智能设备逐渐进入人们的生活，各种新兴技术层出不穷，移动通信流量也出现爆炸式增长[1]。面对数量庞大的服务请求，传统的云服务架构已经无法全面满足大规模存储和计算的低时延、高带宽、低能耗的需求。在此背景下，如何继续为用户提供高速率、低时延、低能耗的服务成为了移动运营商需要解决的问题。MEC是一种在传统集中式云服务架构下改进的分布式计算架构。通过在移动网络边缘部署基站和边缘服务器，使服务资源向用户靠拢，就近为用户提供所需服务。与传统的云计算相比，MEC在更靠近用户的地方对用户频繁请求的内容进行缓存，极大地减少回程流量和设备能耗，降低了服务响应时长。目前，大量的学者对移动边缘缓存做出研究。文献[2]对边缘缓存技术进行详细的论述，对该技术存在的潜力进行探讨。文献[3]选择将不同缓存更新和替换算法的网络能耗问题作为研究对象，提出了一种基于预测的主动缓存算法。结合实验进行对比分析，该算法以增加系统的传输能耗为代价提高了边缘节点的缓存命中率。文献[4]考虑利用基于随机几何的概率缓存来提高回程链路的卸载率，设计了一种改进的缓存概率转移算法来获得闭环解。基于上述研究，为了应对不断变化的内容请求，从基站的缓存替换和对用户请求的响应处理方面进行思考，通过对宏基站（MBS）能耗、微基站（SBS）能耗和用户能耗3个方面进行分析，将减少边缘缓存中的系统能耗作为目标，提出了一种基于DQN的缓存算法。2系统模型2.1系统架构MBS和SBS之间通过有线回程链路进行通信，SBS和终端用户之间通过无线链路进行通信。在一个MBS通信连接范围内有多个SBS，每个SBS均配备服务器，并可以为其覆盖范围内的多个随机分布的终端用户提供网络服务。当用户发送内容请求时，如果该SBS的本地缓存中包含用户请求的内容，则直接通过无线链路向用户发送内容；如果该SBS无法满足用户的请求，则通过回程链路在MBS处获取用户请求的内容后，再将该内容发给相应的用户。采用集合N={1,2,3,…,n,…,N}表示全部的SBS集合，每个SBS均部署一个存储容量为W的服务器，用于存储终端用户所需内容；用集合U={1,2,3,…,u,…,U}表示全部的终端用户；用集合F={1,2,3,…,f,…,F}表示MBS通信范围内提供的所有内容集合。所有用户都可以请求访问该集合中的任意内容。另外，将系统运行时间划分为离散化的时间间隙，即T={0,1,2,3,…,t,…,T}，内容被终端用户访问请求的概率服从Zipf分布[5]。2.2通信模型令pn为第n...
