Usean antennin koodattu välimuisti epäsymmetriseen sisällön toimitukseen

Huomattava internet-liikenteen kasvu on liitetty edistyneiden palveluiden nousuun, kuten holografinen teleportaatio, aivo-tietokone -vuorovaikutus, digitaaliset kaksoiskappaleet ja laajennettu todellisuus (XR), erityisesti viihde-, koulutus-, terveys- ja kulttuurialoilla. Vastatakseen kasvaneeseen tarpeeseen korkeille datanopeuksille ja vähäiselle viiveelle, on tutkittu välimuistin integrointia reunatietokoneisiin, sijoittamalla laskentaresursseja lähemmäksi käyttäjiä ja ennakkosäilyttämällä usein käytettyä sisältöä. Kuitenkin datavetoiset XR-sovellukset asettavat haasteita varastoinnin ja kaistanleveyden rajoituksista johtuen välimuistiresursseille.

Tähän tarkoitukseen on tässä tutkimuksessa esitelty kattava välimuistin
hyödyntämiskehys, joka yhdistää sijaintitietoisen koodatun välimuistin, moniantennilähetetyn sisällön toimituksen ja laitteesta laitteeseen -viestinnän (D2D) edut. Haasteet liittyen datavetoisiin sovelluksiin kuten langattomat XR-ympäristöt, missä käyttäjät kuluttavat multimedia-sisältöä samalla osallistuen aktiivisesti virtuaaliseen ympäristöönsä, ovat erityisesti käsittelyn kohteena. Erityisesti ehdotetaan yhtenäistä sijaintitietoista moniantennin koodattua välimuistia ja sisällön toimitusjärjestelmää, joka koostuu useista keskeisistä elementeistä. Aluksi uusi muistin allokaatioprosessi optimoi välimuistin sijoittelun ottaen huomioon käyttäjien yhteysolosuhteet, allokoimalla suurempia välimuistiosuuksia pyydetyille sisällöille langattomissa yhteyksien pullonkauloissa. Tämän jälkeen epäsymmetristä välimuistin sijoittelua käytetään tehokkaiden koodisanojen räätälöimiseksi käyttäjille sisällön toimituksen aikana. Kehitetyt algoritmit tasapainottavat globaalin ja paikallisen välimuistin hyötyjä sopeutuen epävakaan langattoman yhteyden dynamiikkaan. Tämä johtaa huonon yhteyden alueilla pienempien resurssien käyttöön, kun taas paremman yhteyden alueilla nopeudet ovat korkeampia

Jotta voitaisiin hyötyä lähellä olevista käyttäjistä, joilla on ei-päällekkäisiä välimuistisisältöjä, tutkitaan myös D2D-integroituja CC-järjestelmiä. Toteutettu urakaksivaiheinen siirtostrategia, jossa paikallinen D2D-sisällön vaihto tapahtuu ennen alalinkin (DL) tiedonsiirtoa, antaa merkittäviä etuja. Ensinnäkin paikallinen datan vaihto lähellä olevien käyttäjien kesken nostaa keskimääräistä toimitusnopeutta, helpottaen DL-vaiheen kuormitusta. Toiseksi DL-säteenmuodostuksen monimutkaisuus vähenee merkittävästi, mikä johtaa resurssien tehokkaampaan käyttöön. D2D-vaiheessa uusi vähäisen monimutkaisuuden algoritmi valitsee optimaaliset käyttäjäosajoukot sisällön vaihtoon, tasapainottaen suorituskykyä ja laskennallista tehokkuutta.