車聯(lián)網中面向MEC的任務卸載和移動性管理
發(fā)布時間:2021-11-14 05:51
聯(lián)網車輛作為一種移動信息的載體,可以通過V2I(Vehicle-to-Infrastructure)或V2V(Vehicle-to-Vehicle)進行數(shù)據(jù)交互。隨著車聯(lián)網技術的發(fā)展,車載應用對高速計算和快速通信的需求日益突出,并且對時延十分敏感,而當前車聯(lián)網系統(tǒng)無法滿足日益增長的車載應用對時延的要求;谝苿舆吘売嬎悖∕obile Edge Computing,MEC)的車聯(lián)網被設想為潛在的滿足應用需求的解決方案。MEC將云服務下沉至無線網絡邊緣,在靠近用戶的位置提供計算服務,彌補了遠程云計算所帶來延遲波動并且提高了車輛的Qo S(Quality of Service)。但是MEC計算資源有限,且車輛高速移動時網絡不斷變化,隨著車輛用戶數(shù)目的增加,網絡性能受到極大的影響。因此,本文在基于MEC的車聯(lián)網場景中,研究了任務卸載時能耗與時延之間的折衷問題和車輛高速移動時的移動性管理問題,主要貢獻如下:1.研究車聯(lián)網中任務卸載時能耗與時延之間的折衷問題,用剩余能量率重新定義權重因子,實時感知車輛的能耗來進行任務卸載。構建一個基于MEC的卸載框架,車輛可以將任務卸載到MEC服務器或在本地進行計...
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
車載云模型圖
重慶郵電大學碩士學位論文第1章緒論3線接入點進行協(xié)同合作。車輛直接將任務通過RSU卸載到MEC服務器,MEC服務器計算完成后,將結果回傳給車輛用戶。與MCC相比,車輛到MEC服務器之間的距離得到了大幅度的縮減,節(jié)省了傳輸時延同時緩解了核心云數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫ΑA硪环矫,MEC服務器的計算與存儲能力遠大于車載單元,在拓展車載單元計算能力的同時可以節(jié)省中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)的周期數(shù),從而降低服務時延,提升用戶體驗。圖1.2基于MEC的車聯(lián)網模型1.2國內外研究現(xiàn)狀移動邊緣計算最初是由IBM公司和NokiaSiemens在2013年聯(lián)合推出的一款計算平臺[14]。后來由歐洲電信標準協(xié)會(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)引入行業(yè)規(guī)范組織,并定義為“在移動用戶附近提供無線接入網內的IT和云計算功能”,它是將智能以及更高的處理能力和存儲功能擴展到網絡邊緣的一種方法。MEC技術通過將服務器部署在離用戶更近的網絡邊緣,并提供緩存加速,可以深入挖掘移動終端的數(shù)據(jù)信息,通過高速的計算分析開放給第三方業(yè)務,充分利用了網絡數(shù)據(jù)共享,提高了數(shù)據(jù)利用率且實現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合。MEC依賴第五代移動通信(TheFifthGenerationMobileCommunication,5G)的高速通信效率,通過將移動計算、網絡控制和存儲資源都遷移到網絡邊緣以滿足萬物互聯(lián)的復雜業(yè)務場景下大容量、低功耗、高可靠與低時延的業(yè)務需求。目前,MEC作為實現(xiàn)物聯(lián)網和5G通信愿景的關鍵支持技術,已經在國內有大量的研究和應用。而在車聯(lián)網場景中,許多應用程序和服務需要較短的時延才能具有實時性和更可靠的響應。因此,通過將MEC應用服務器部署于無線網絡邊緣,可以將車輛請求任務的計算結果回傳,也可以緩存在MEC服務器。同時,無線網絡能夠以應用程序
重慶郵電大學碩士學位論文第2章車聯(lián)網與MEC的技術概述12圖2.1車聯(lián)網架構圖數(shù)據(jù)感知層是車聯(lián)網架構的基礎,依賴硬件技術來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。常用的硬件設備包括數(shù)據(jù)采集器、攝像頭、傳感器、GPS等。結合圖像處理技術、RFID和視頻影像采集技術進行處理,實現(xiàn)對車輛自身的情況、周圍車輛的狀況、道路環(huán)境等信息的動態(tài)感知。數(shù)據(jù)感知層包括車輛對自身的感知、對周圍車輛的感知和對平臺服務的感知。通過自身的感知,可以獲取車輛當前的運行位置、車輛速度、車輛的加速度等信息;對車輛的感知可以探索車輛之間的距離、周圍車輛的速度、信號燈狀態(tài)、道路環(huán)境情況(如道路的擁堵情況和道路交通事故情況)等信息;車輛對平臺服務的感知主要是車輛感知周邊的MEC服務器和RSU等設備,以獲取相關的數(shù)據(jù)與服務。接入層是連接感知設備與核心網的中間層,接入網可以使用LTE(LongTermEvolution)、WiFi、藍牙網絡等方式接入。感知層獲取到硬件和環(huán)境數(shù)據(jù),需要通過接入層連接網絡通信環(huán)境才能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行計算或存儲。接入層對網絡運行提供了穩(wěn)定的通信環(huán)境。當數(shù)據(jù)量較大且接入的終端數(shù)量較多時,還應該考慮帶寬流量限制,需要更高的帶寬來滿足業(yè)務流量,減少網絡時延。網絡層是通過網絡核心設備,提供硬件、軟件之間互聯(lián)互通的功能。各設備之間通過標準的網絡通信協(xié)議,實現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與云之間數(shù)據(jù)的通信與共享。在車輛內部通過局域網實現(xiàn)各硬件之間的數(shù)據(jù)接入,車輛外部可
本文編號:3494079
【文章來源】:重慶郵電大學重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
車載云模型圖
重慶郵電大學碩士學位論文第1章緒論3線接入點進行協(xié)同合作。車輛直接將任務通過RSU卸載到MEC服務器,MEC服務器計算完成后,將結果回傳給車輛用戶。與MCC相比,車輛到MEC服務器之間的距離得到了大幅度的縮減,節(jié)省了傳輸時延同時緩解了核心云數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫ΑA硪环矫,MEC服務器的計算與存儲能力遠大于車載單元,在拓展車載單元計算能力的同時可以節(jié)省中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)的周期數(shù),從而降低服務時延,提升用戶體驗。圖1.2基于MEC的車聯(lián)網模型1.2國內外研究現(xiàn)狀移動邊緣計算最初是由IBM公司和NokiaSiemens在2013年聯(lián)合推出的一款計算平臺[14]。后來由歐洲電信標準協(xié)會(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)引入行業(yè)規(guī)范組織,并定義為“在移動用戶附近提供無線接入網內的IT和云計算功能”,它是將智能以及更高的處理能力和存儲功能擴展到網絡邊緣的一種方法。MEC技術通過將服務器部署在離用戶更近的網絡邊緣,并提供緩存加速,可以深入挖掘移動終端的數(shù)據(jù)信息,通過高速的計算分析開放給第三方業(yè)務,充分利用了網絡數(shù)據(jù)共享,提高了數(shù)據(jù)利用率且實現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合。MEC依賴第五代移動通信(TheFifthGenerationMobileCommunication,5G)的高速通信效率,通過將移動計算、網絡控制和存儲資源都遷移到網絡邊緣以滿足萬物互聯(lián)的復雜業(yè)務場景下大容量、低功耗、高可靠與低時延的業(yè)務需求。目前,MEC作為實現(xiàn)物聯(lián)網和5G通信愿景的關鍵支持技術,已經在國內有大量的研究和應用。而在車聯(lián)網場景中,許多應用程序和服務需要較短的時延才能具有實時性和更可靠的響應。因此,通過將MEC應用服務器部署于無線網絡邊緣,可以將車輛請求任務的計算結果回傳,也可以緩存在MEC服務器。同時,無線網絡能夠以應用程序
重慶郵電大學碩士學位論文第2章車聯(lián)網與MEC的技術概述12圖2.1車聯(lián)網架構圖數(shù)據(jù)感知層是車聯(lián)網架構的基礎,依賴硬件技術來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。常用的硬件設備包括數(shù)據(jù)采集器、攝像頭、傳感器、GPS等。結合圖像處理技術、RFID和視頻影像采集技術進行處理,實現(xiàn)對車輛自身的情況、周圍車輛的狀況、道路環(huán)境等信息的動態(tài)感知。數(shù)據(jù)感知層包括車輛對自身的感知、對周圍車輛的感知和對平臺服務的感知。通過自身的感知,可以獲取車輛當前的運行位置、車輛速度、車輛的加速度等信息;對車輛的感知可以探索車輛之間的距離、周圍車輛的速度、信號燈狀態(tài)、道路環(huán)境情況(如道路的擁堵情況和道路交通事故情況)等信息;車輛對平臺服務的感知主要是車輛感知周邊的MEC服務器和RSU等設備,以獲取相關的數(shù)據(jù)與服務。接入層是連接感知設備與核心網的中間層,接入網可以使用LTE(LongTermEvolution)、WiFi、藍牙網絡等方式接入。感知層獲取到硬件和環(huán)境數(shù)據(jù),需要通過接入層連接網絡通信環(huán)境才能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進行計算或存儲。接入層對網絡運行提供了穩(wěn)定的通信環(huán)境。當數(shù)據(jù)量較大且接入的終端數(shù)量較多時,還應該考慮帶寬流量限制,需要更高的帶寬來滿足業(yè)務流量,減少網絡時延。網絡層是通過網絡核心設備,提供硬件、軟件之間互聯(lián)互通的功能。各設備之間通過標準的網絡通信協(xié)議,實現(xiàn)車與車、車與路、車與人、車與云之間數(shù)據(jù)的通信與共享。在車輛內部通過局域網實現(xiàn)各硬件之間的數(shù)據(jù)接入,車輛外部可
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