車聯(lián)網(wǎng)中面向MEC的任務(wù)卸載和移動(dòng)性管理
發(fā)布時(shí)間:2021-11-14 05:51
聯(lián)網(wǎng)車輛作為一種移動(dòng)信息的載體,可以通過V2I(Vehicle-to-Infrastructure)或V2V(Vehicle-to-Vehicle)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。隨著車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,車載應(yīng)用對(duì)高速計(jì)算和快速通信的需求日益突出,并且對(duì)時(shí)延十分敏感,而當(dāng)前車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)無法滿足日益增長的車載應(yīng)用對(duì)時(shí)延的要求;谝苿(dòng)邊緣計(jì)算(Mobile Edge Computing,MEC)的車聯(lián)網(wǎng)被設(shè)想為潛在的滿足應(yīng)用需求的解決方案。MEC將云服務(wù)下沉至無線網(wǎng)絡(luò)邊緣,在靠近用戶的位置提供計(jì)算服務(wù),彌補(bǔ)了遠(yuǎn)程云計(jì)算所帶來延遲波動(dòng)并且提高了車輛的Qo S(Quality of Service)。但是MEC計(jì)算資源有限,且車輛高速移動(dòng)時(shí)網(wǎng)絡(luò)不斷變化,隨著車輛用戶數(shù)目的增加,網(wǎng)絡(luò)性能受到極大的影響。因此,本文在基于MEC的車聯(lián)網(wǎng)場景中,研究了任務(wù)卸載時(shí)能耗與時(shí)延之間的折衷問題和車輛高速移動(dòng)時(shí)的移動(dòng)性管理問題,主要貢獻(xiàn)如下:1.研究車聯(lián)網(wǎng)中任務(wù)卸載時(shí)能耗與時(shí)延之間的折衷問題,用剩余能量率重新定義權(quán)重因子,實(shí)時(shí)感知車輛的能耗來進(jìn)行任務(wù)卸載。構(gòu)建一個(gè)基于MEC的卸載框架,車輛可以將任務(wù)卸載到MEC服務(wù)器或在本地進(jìn)行計(jì)...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
車載云模型圖
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論3線接入點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同合作。車輛直接將任務(wù)通過RSU卸載到MEC服務(wù)器,MEC服務(wù)器計(jì)算完成后,將結(jié)果回傳給車輛用戶。與MCC相比,車輛到MEC服務(wù)器之間的距離得到了大幅度的縮減,節(jié)省了傳輸時(shí)延同時(shí)緩解了核心云數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫。另一方面,MEC服務(wù)器的計(jì)算與存儲(chǔ)能力遠(yuǎn)大于車載單元,在拓展車載單元計(jì)算能力的同時(shí)可以節(jié)省中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)的周期數(shù),從而降低服務(wù)時(shí)延,提升用戶體驗(yàn)。圖1.2基于MEC的車聯(lián)網(wǎng)模型1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀移動(dòng)邊緣計(jì)算最初是由IBM公司和NokiaSiemens在2013年聯(lián)合推出的一款計(jì)算平臺(tái)[14]。后來由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)引入行業(yè)規(guī)范組織,并定義為“在移動(dòng)用戶附近提供無線接入網(wǎng)內(nèi)的IT和云計(jì)算功能”,它是將智能以及更高的處理能力和存儲(chǔ)功能擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣的一種方法。MEC技術(shù)通過將服務(wù)器部署在離用戶更近的網(wǎng)絡(luò)邊緣,并提供緩存加速,可以深入挖掘移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)信息,通過高速的計(jì)算分析開放給第三方業(yè)務(wù),充分利用了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享,提高了數(shù)據(jù)利用率且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合。MEC依賴第五代移動(dòng)通信(TheFifthGenerationMobileCommunication,5G)的高速通信效率,通過將移動(dòng)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)控制和存儲(chǔ)資源都遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣以滿足萬物互聯(lián)的復(fù)雜業(yè)務(wù)場景下大容量、低功耗、高可靠與低時(shí)延的業(yè)務(wù)需求。目前,MEC作為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和5G通信愿景的關(guān)鍵支持技術(shù),已經(jīng)在國內(nèi)有大量的研究和應(yīng)用。而在車聯(lián)網(wǎng)場景中,許多應(yīng)用程序和服務(wù)需要較短的時(shí)延才能具有實(shí)時(shí)性和更可靠的響應(yīng)。因此,通過將MEC應(yīng)用服務(wù)器部署于無線網(wǎng)絡(luò)邊緣,可以將車輛請(qǐng)求任務(wù)的計(jì)算結(jié)果回傳,也可以緩存在MEC服務(wù)器。同時(shí),無線網(wǎng)絡(luò)能夠以應(yīng)用程序
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章車聯(lián)網(wǎng)與MEC的技術(shù)概述12圖2.1車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖數(shù)據(jù)感知層是車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ),依賴硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。常用的硬件設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集器、攝像頭、傳感器、GPS等。結(jié)合圖像處理技術(shù)、RFID和視頻影像采集技術(shù)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身的情況、周圍車輛的狀況、道路環(huán)境等信息的動(dòng)態(tài)感知。數(shù)據(jù)感知層包括車輛對(duì)自身的感知、對(duì)周圍車輛的感知和對(duì)平臺(tái)服務(wù)的感知。通過自身的感知,可以獲取車輛當(dāng)前的運(yùn)行位置、車輛速度、車輛的加速度等信息;對(duì)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(hào)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(duì)平臺(tái)服務(wù)的感知主要是車輛感知周邊的MEC服務(wù)器和RSU等設(shè)備,以獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)與服務(wù)。接入層是連接感知設(shè)備與核心網(wǎng)的中間層,接入網(wǎng)可以使用LTE(LongTermEvolution)、WiFi、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境才能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行計(jì)算或存儲(chǔ)。接入層對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供了穩(wěn)定的通信環(huán)境。當(dāng)數(shù)據(jù)量較大且接入的終端數(shù)量較多時(shí),還應(yīng)該考慮帶寬流量限制,需要更高的帶寬來滿足業(yè)務(wù)流量,減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。網(wǎng)絡(luò)層是通過網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備,提供硬件、軟件之間互聯(lián)互通的功能。各設(shè)備之間通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,實(shí)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(nèi)部通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各硬件之間的數(shù)據(jù)接入,車輛外部可
本文編號(hào):3494079
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
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車載云模型圖
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第1章緒論3線接入點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同合作。車輛直接將任務(wù)通過RSU卸載到MEC服務(wù)器,MEC服務(wù)器計(jì)算完成后,將結(jié)果回傳給車輛用戶。與MCC相比,車輛到MEC服務(wù)器之間的距離得到了大幅度的縮減,節(jié)省了傳輸時(shí)延同時(shí)緩解了核心云數(shù)據(jù)傳輸?shù)膲毫。另一方面,MEC服務(wù)器的計(jì)算與存儲(chǔ)能力遠(yuǎn)大于車載單元,在拓展車載單元計(jì)算能力的同時(shí)可以節(jié)省中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)的周期數(shù),從而降低服務(wù)時(shí)延,提升用戶體驗(yàn)。圖1.2基于MEC的車聯(lián)網(wǎng)模型1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀移動(dòng)邊緣計(jì)算最初是由IBM公司和NokiaSiemens在2013年聯(lián)合推出的一款計(jì)算平臺(tái)[14]。后來由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)引入行業(yè)規(guī)范組織,并定義為“在移動(dòng)用戶附近提供無線接入網(wǎng)內(nèi)的IT和云計(jì)算功能”,它是將智能以及更高的處理能力和存儲(chǔ)功能擴(kuò)展到網(wǎng)絡(luò)邊緣的一種方法。MEC技術(shù)通過將服務(wù)器部署在離用戶更近的網(wǎng)絡(luò)邊緣,并提供緩存加速,可以深入挖掘移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)信息,通過高速的計(jì)算分析開放給第三方業(yè)務(wù),充分利用了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享,提高了數(shù)據(jù)利用率且實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)融合。MEC依賴第五代移動(dòng)通信(TheFifthGenerationMobileCommunication,5G)的高速通信效率,通過將移動(dòng)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)控制和存儲(chǔ)資源都遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣以滿足萬物互聯(lián)的復(fù)雜業(yè)務(wù)場景下大容量、低功耗、高可靠與低時(shí)延的業(yè)務(wù)需求。目前,MEC作為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)和5G通信愿景的關(guān)鍵支持技術(shù),已經(jīng)在國內(nèi)有大量的研究和應(yīng)用。而在車聯(lián)網(wǎng)場景中,許多應(yīng)用程序和服務(wù)需要較短的時(shí)延才能具有實(shí)時(shí)性和更可靠的響應(yīng)。因此,通過將MEC應(yīng)用服務(wù)器部署于無線網(wǎng)絡(luò)邊緣,可以將車輛請(qǐng)求任務(wù)的計(jì)算結(jié)果回傳,也可以緩存在MEC服務(wù)器。同時(shí),無線網(wǎng)絡(luò)能夠以應(yīng)用程序
重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文第2章車聯(lián)網(wǎng)與MEC的技術(shù)概述12圖2.1車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖數(shù)據(jù)感知層是車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的基礎(chǔ),依賴硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。常用的硬件設(shè)備包括數(shù)據(jù)采集器、攝像頭、傳感器、GPS等。結(jié)合圖像處理技術(shù)、RFID和視頻影像采集技術(shù)進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛自身的情況、周圍車輛的狀況、道路環(huán)境等信息的動(dòng)態(tài)感知。數(shù)據(jù)感知層包括車輛對(duì)自身的感知、對(duì)周圍車輛的感知和對(duì)平臺(tái)服務(wù)的感知。通過自身的感知,可以獲取車輛當(dāng)前的運(yùn)行位置、車輛速度、車輛的加速度等信息;對(duì)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(hào)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(duì)平臺(tái)服務(wù)的感知主要是車輛感知周邊的MEC服務(wù)器和RSU等設(shè)備,以獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)與服務(wù)。接入層是連接感知設(shè)備與核心網(wǎng)的中間層,接入網(wǎng)可以使用LTE(LongTermEvolution)、WiFi、藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)通信環(huán)境才能傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心進(jìn)行計(jì)算或存儲(chǔ)。接入層對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行提供了穩(wěn)定的通信環(huán)境。當(dāng)數(shù)據(jù)量較大且接入的終端數(shù)量較多時(shí),還應(yīng)該考慮帶寬流量限制,需要更高的帶寬來滿足業(yè)務(wù)流量,減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。網(wǎng)絡(luò)層是通過網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備,提供硬件、軟件之間互聯(lián)互通的功能。各設(shè)備之間通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,實(shí)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(nèi)部通過局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各硬件之間的數(shù)據(jù)接入,車輛外部可
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