Recently, wireless edge caching has emerged as a promising technology for future wireless networks to cope with exponentially increasing demands for high data rate and low latency multimedia services by proactively storing contents at the network edge. Here, we aim to design efficient cache placement and delivery strategies for an orthogonal frequency division multiple access (OFDMA)-based cache-enabled heterogeneous cellular network (C-HetNet) which operates in two separated phases: caching phase (CP) and delivery phase (DP). Since guaranteeing fairness among mobile users (MUs) is not well investigated in cache-assisted wireless networks, we first propose two delay-based fairness schemes called proportional fairness (PF) and min-max fairness (MMF). The PF scheme deals with minimizing the total weighted latency of MUs while MMF aims at minimizing the maximum latency among them. In the CP, we propose a novel proactive fairness and transmission-aware cache placement strategy (CPS) corresponding to each target fairness scheme by exploiting the flexible wireless access and backhaul transmission opportunities. Specifically, we jointly perform the allocation of physical resources as storage and radio, and user association to improve the flexibility of the CPSs. Moreover, in the DP of each fairness scheme, an efficient delivery policy is proposed based on the arrival requests of MUs, CSI, and caching status. Numerical assessments demonstrate that our proposed CPSs outperform the total latency of MUs up to 27 percent compared to the conventional baseline popular CPSs.

中文翻译：

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基于 OFDMA 的 HetNet 中的公平性和传输感知缓存和交付策略

最近，无线边缘缓存已成为未来无线网络的一项有前途的技术，通过在网络边缘主动存储内容来应对对高数据速率和低延迟多媒体服务呈指数增长的需求。在这里，我们旨在为基于正交频分多址 (OFDMA) 的支持缓存的异构蜂窝网络 (C-HetNet) 设计高效的缓存放置和交付策略，该网络在两个独立的阶段运行：缓存阶段 (CP) 和交付阶段(DP)。由于在缓存辅助无线网络中没有很好地研究移动用户 (MU) 之间的公平性，我们首先提出了两种基于延迟的公平性方案，称为比例公平性 (PF) 和最小-最大公平性 (MMF)。PF 方案处理最小化 MU 的总加权延迟，而 MMF 旨在最小化它们之间的最大延迟。在CP中，我们通过利用灵活的无线接入和回程传输机会，提出了一种新的主​​动公平和传输感知缓存放置策略（CPS），对应于每个目标公平方案。具体来说，我们共同进行存储和无线电等物理资源的分配，以及用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。在CP中，我们通过利用灵活的无线接入和回程传输机会，提出了一种新的主​​动公平和传输感知缓存放置策略（CPS），对应于每个目标公平方案。具体来说，我们共同进行物理资源的分配，如存储和无线电，以及用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。在CP中，我们通过利用灵活的无线接入和回程传输机会，提出了一种新的主​​动公平和传输感知缓存放置策略（CPS），对应于每个目标公平方案。具体来说，我们共同进行物理资源的分配，如存储和无线电，以及用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。我们通过利用灵活的无线接入和回程传输机会，提出了一种与每个目标公平方案相对应的新型主动公平和传输感知缓存放置策略（CPS）。具体来说，我们共同进行存储和无线电等物理资源的分配，以及用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。我们通过利用灵活的无线接入和回程传输机会，提出了一种与每个目标公平方案相对应的新型主动公平和传输感知缓存放置策略（CPS）。具体来说，我们共同进行物理资源的分配，如存储和无线电，以及用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。和用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。和用户关联，以提高 CPS 的灵活性。此外，在每个公平方案的 DP 中，基于 MU 的到达请求、CSI 和缓存状态提出了一种有效的传递策略。数值评估表明，与传统的基线流行 CPS 相比，我们提出的 CPS 优于 MU 的总延迟高达 27%。