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Enregistrement W4392906046 · doi:10.32920/25413808.v1

Latency Efficient Cache Placement Using Learning Techniques in Mobile Edge Networks

2024· preprint· en· W4392906046 sur OpenAlexaff
Lubna Badri Mohammed

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueCaching and Content Delivery
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer scienceCacheComputer networkMobile edge computingBase stationCache algorithmsEdge deviceEnhanced Data Rates for GSM EvolutionWireless networkRadio access networkLatency (audio)Distributed computingWirelessCPU cacheServerCloud computingMobile stationTelecommunicationsOperating system

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Future wireless networks provide interesting research challenges with the exponential growth in mobile data traffic, the advent of new high computational and real-time applications that cause many-fold increases in traffic and require low latency from the network. The emerging need to bring data closer to users and minimize the traffic off the macrocell base station (MBS) introduces caches at the edge of the networks. Storing most popular files in user terminals (UTs) and small base stations (SBSs) caches inside the mobile edge networks (MENs) is a promising approach to the challenges that face future data-rich wireless networks. Caching in the mobile UT allows obtaining requested contents directly from its nearby UT caches through device-to-device communication. This thesis addresses several challenges faced in developing a solution for cache placement at the edge of the network due to continuous changes in content popularity, user mobility, and the number of users within each network. It also considers the challenges related to high computation requirements of future applications that need to satisfy power and delivery time constraints. This dissertation aims to overcome those challenges in developing new solutions by employing intelligence and machine learning techniques (ILT) for mobile edge networks. We formulate the cache placement problem as a latency-efficient cache placement optimization problem that considers four objectives, to place contents in SBSs and UT caches. The multi-objective function takes advantage of user mobility patterns to decide on each SBS and UT cache content. The function is resolved into a weighted fusion decision with four objectives. Three of them are related to user mobility computed from previous data sets, and one objective is related to content popularity. We study the impact of user mobility on increasing the cache hit rate, which decreases the latency of downloading the requested data content. The results show the effect of user mobility on reducing the total energy consumed for transmitting the contents to the UTs. We propose a new cache placement algorithm based on user locations, contact probability, communication range, contact duration, and content popularity, formulating cache placement decisions as a binary classification problem (to cache and not to cache). Artificial neural networks (ANN), support vector machine (SVM), and logistic regression (LR) are used to model cache placement decisions. We investigate the characteristics of the input features (attributes) and the properties of these characteristics that affect supervised machine learning approaches. The performance of the new cache placement models using supervised learning techniques is evaluated to study the sensitivity of classification decisions with the change of system parameters. Finally, we develop a semi-supervised self-training (SSST) classification model for the cache placement problem. We assess the proposed SSST algorithm through experiments with datasets on different learning techniques. The performance comparison of different machine learning models was carried out with the same datasets. For the hit rate, we investigated the sensitivity of the classification by the changes in the environment parameters to show the effectiveness of the proposed theme.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,739
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0010,005
Intégrité de la recherche0,0000,002
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,246 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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