随着智能设备的爆炸式发展和视频流等低延迟应用的普及,当前的无线网络面临着前所未有的数据流量突发。编码缓存技术在非流量高峰期间将部分数据缓存在用户终端,在流量高峰期间通过编码多播的方式满足多个用户的需求,从而极大地减少了传输时延和网络拥塞,成为下一代无线网络主要的技术趋势。雾计算凭借分布式架构和接近终端用户的优势,成为未来无线网络一个有前途的架构。本文主要研究编码缓存技术在雾计算网络中的应用,旨在进一步减少网络传输时延,改善服务质量。本文的主要贡献如下:1.本文首先设计一个基于雾计算网络的缓存系统架构,并将其建模为组合网络。针对组合网络中最优的编码缓存方案的文件分包级数过高的问题,本文为组合网络提出一种基于PDA的编码缓存方案。在该方案中,服务器根据PDA矩阵,放置文件的MDS编码包在中继和用户的缓存内存中,并生成编码多播信息来满足用户的需求。然后本文将具有优先级的PDA应用到可分解组合网络中,实现了支持用户优先级的缓存方案。最后本文证明了组合网络中基于PDA的编码缓存方案在传输速率接近于最优方案的同时,可以显著地减少文件的分包级数。2.具有高度对称性的组合网络在实际的使用中受到了一定的限制。因此本文将雾网络缓存系统架构建模为更具有一般性的两跳网络。首先,本文为两跳网络提出一个中心化编码缓存方案。基于MDS编码文件,该方案通过精心设计中继和用户的缓存内容,保证了交付阶段的编码多播机会。然后本文分析了该方案的传输速率和归一化传输时间,总结了该方案分别在并行传输和连续传输情况下所对应的“最优”网络拓扑和“最差”网络拓扑。仿真结果表明,本文为两跳网络所提的中心化编码缓存方案是目前性能最优的缓存方案。3.为了增加缓存方案的灵活性和适用性,本文为两跳网络提出一种去中心化编码缓存方案。该方案中各用户随机独立地缓存文件的部分MDS编码包,交付阶段服务器根据中继和用户的缓存内容创造多播机会。用户缓存内容的相互独立性使得服务器在放置阶段无需知道实际活动用户的身份和数量,保证了方案的灵活性。然后本文为两跳网络设计了在线去中心化编码缓存方案。该方案通过服务器文件更新以及中继和用户的缓存更新,保证了中继和用户的缓存内容与服务器中的文件一致,从而使缓存内容保持有效性。最后本文总结了所提的去中心化方案分别在并行传输和连续传输情况下所对应的“最优”网络拓扑和“最差”网络拓扑。仿真结果表明,在基于随机缓存放置的缓存方案中,本文为两跳网络所提的去中心化方案是性能最优的。另外为两跳网络所提的去中心化方案的性能非常接近于最优的中心化方案,而去中心化方案的灵活性和适用性更高。