Content caching at the network edge has been considered an effective way of mitigating backhaul load and improving user experience. Caching efficiency can be enhanced by content recommendation and by keeping the information fresh. To the best of our knowledge, there is no work that jointly takes into account these aspects. By content recommendation, a requested content that is not in the cache can be alternatively satisfied by a related cached content recommended by the system. Information freshness can be quantified by age of information (AoI). We address, optimal scheduling of cache updates for a time-slotted system accounting for content recommendation and AoI. For each content, there are requests that need to be satisfied, and there is a cost function capturing the freshness of information. We present the following contributions. First, we prove that the problem is NP-hard. Second, we derive an integer linear formulation, by which the optimal solution can be obtained for small-scale scenarios. Third, we develop an algorithm based on Lagrangian decomposition. Fourth, we develop efficient algorithms for solving the resulting subproblems. Our algorithm computes a bound that can be used to evaluate the performance of any suboptimal solution. Finally, we conduct simulations to show the effectiveness of our algorithm in comparison to a greedy schedule.


翻译:网络边缘的内容缓存被认为是减轻回航负载和改善用户经验的有效方法。 缓存效率可以通过内容建议和保持信息更新而提高。 根据我们的最佳知识,没有共同考虑这些方面的工作。 通过内容建议, 缓存中未包含的所请求的内容也可以由系统推荐的相关缓存内容满足。 信息新鲜度可以按信息年龄量化( AoI) 。 我们处理的是, 缓存更新的最佳时间安排, 用于对内容建议和 AoI 进行时间分配的系统核算。 对于每个内容, 都有需要满足的要求, 并且有一个成本功能可以捕捉到信息的新鲜性。 我们介绍以下贡献: 首先, 我们证明问题在于 NP- 硬性。 其次, 我们得出一个整数线性配方, 通过它可以获得对小规模情景的最佳解决方案的答案。 第三, 我们开发一个基于 Lagrangian decomposi 的算法。 第四, 我们开发一个高效的算法, 用于解决由此产生的子问题。 对于每个内容, 我们的算法将有一个约束, 可以用来用来评估我们任何亚性算方法的模型的进度。

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