在未来移动通信系统中,用户对移动数据,尤其是对移动视频的数据需求急剧增长。在传统缓存使能的无线网络中,由于基站固定,导致覆盖边界用户的数据流量需求并不能很好地得到满足。而无人机作为可以提高网络覆盖,增大网络速率的通信设备成为很好的补充方案,从而逐步受到广泛的关注与研究。同时,其概率性的视距传播方式也带来了与传统无线网络不一样的分析特性。另一方面,由于无人机本身供电受限,因此,用户设备的一些缓存和计算能力也值得被考虑。通过用户和无人机的共同协作完成用户的视频资源需求。考虑到无人机和用户设备的计算资源、供电能力都相对有限,本文基于宏基站作为控制中心实现控制平面与数据平面分离的架构,宏基站完成网络通信复杂过程的控制,从一定程度上缓解了无人机和用户设备的功率消耗。基于宏基站的控制,我们接下来分析无人机的多种部署方案对用户速率影响。在此基础上,我们给出无人机支持下的基于随机缓存的多层缓存网络协作传输模型,实现同层以及不同层之间的内容协作传输和缓存协作传输。与此同时,我们通过随机几何理论和概率论的相关知识,推导分析了连续干扰消除情况表达式以及无干扰情况下的网络服务质量在不同传输策略下的表达式。同时给出了多链路联合传输时的最优资源分配定理,从而充分利用每条链路的速率资源,并将其结论推广到一般情况。最后,我们考虑在无人机之间缓存协作传输的方案基础上,通过拉格朗日乘子法给出无人机端随机缓存的最优设计方案。仿真结果显示我们给出的方案与几种参考方案相比在各种网络因素变化的情况下始终是最优的设计方案,最后我们将这一结果推广到一般情况。