Caching Contents with Varying Popularity using Restless Bandits

要約

モバイル ネットワークでは、データ量とユーザー密度が大幅に増加しており、モバイル コア ネットワークとバックホール リンクに大きな負担がかかっています。
この問題を軽減する効率的な手法は、キャッシュを使用することです。つまり、固定またはモバイル アクセス ポイント、さらにはユーザー デバイスなどのエッジ ネットワーク ノードのキャッシュを利用して、データをユーザーに近づけることです。
キャッシュのパフォーマンスは、キャッシュされるコンテンツによって異なります。
この論文では、無限のホライズンにわたって発生する割引コストを最小限に抑えるために、ワイヤレス エッジ (つまり基地局) でのコンテンツ キャッシュの問題を検討します。
私たちはこの問題を、解決が難しい、落ち着きのない盗賊問題として定式化します。
まず、最適なポリシーがしきい値タイプであることを示します。
これらの構造結果を使用して、問題のインデックス可能性を証明し、Whittle インデックス ポリシーを使用して割引コストを最小限に抑えます。

要約(オリジナル)

Mobile networks are experiencing prodigious increase in data volume and user density , which exerts a great burden on mobile core networks and backhaul links. An efficient technique to lessen this problem is to use caching i.e. to bring the data closer to the users by making use of the caches of edge network nodes, such as fixed or mobile access points and even user devices. The performance of a caching depends on contents that are cached. In this paper, we examine the problem of content caching at the wireless edge(i.e. base stations) to minimize the discounted cost incurred over infinite horizon. We formulate this problem as a restless bandit problem, which is hard to solve. We begin by showing an optimal policy is of threshold type. Using these structural results, we prove the indexability of the problem, and use Whittle index policy to minimize the discounted cost.

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