车联网中面向MEC的任务卸载和移动性管理

发布时间：2021-11-14 05:51

　　联网车辆作为一种移动信息的载体,可以通过V2I（Vehicle-to-Infrastructure）或V2V（Vehicle-to-Vehicle）进行数据交互。随着车联网技术的发展,车载应用对高速计算和快速通信的需求日益突出,并且对时延十分敏感,而当前车联网系统无法满足日益增长的车载应用对时延的要求。基于移动边缘计算（Mobile Edge Computing,MEC）的车联网被设想为潜在的满足应用需求的解决方案。MEC将云服务下沉至无线网络边缘,在靠近用户的位置提供计算服务,弥补了远程云计算所带来延迟波动并且提高了车辆的Qo S（Quality of Service）。但是MEC计算资源有限,且车辆高速移动时网络不断变化,随着车辆用户数目的增加,网络性能受到极大的影响。因此,本文在基于MEC的车联网场景中,研究了任务卸载时能耗与时延之间的折衷问题和车辆高速移动时的移动性管理问题,主要贡献如下:1.研究车联网中任务卸载时能耗与时延之间的折衷问题,用剩余能量率重新定义权重因子,实时感知车辆的能耗来进行任务卸载。构建一个基于MEC的卸载框架,车辆可以将任务卸载到MEC服务器或在本地进行计... 

【文章来源】：重庆邮电大学重庆市

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

车载云模型图

重庆邮电大学硕士学位论文第1章绪论3线接入点进行协同合作。车辆直接将任务通过RSU卸载到MEC服务器，MEC服务器计算完成后，将结果回传给车辆用户。与MCC相比，车辆到MEC服务器之间的距离得到了大幅度的缩减，节省了传输时延同时缓解了核心云数据传输的压力。另一方面，MEC服务器的计算与存储能力远大于车载单元，在拓展车载单元计算能力的同时可以节省中央处理器(CentralProcessingUnit,CPU)的周期数，从而降低服务时延，提升用户体验。图1.2基于MEC的车联网模型1.2国内外研究现状移动边缘计算最初是由IBM公司和NokiaSiemens在2013年联合推出的一款计算平台[14]。后来由欧洲电信标准协会(EuropeanTelecommunicationsStandardsInstitute,ETSI)引入行业规范组织，并定义为“在移动用户附近提供无线接入网内的IT和云计算功能”，它是将智能以及更高的处理能力和存储功能扩展到网络边缘的一种方法。MEC技术通过将服务器部署在离用户更近的网络边缘，并提供缓存加速，可以深入挖掘移动终端的数据信息，通过高速的计算分析开放给第三方业务，充分利用了网络数据共享，提高了数据利用率且实现了数据融合。MEC依赖第五代移动通信(TheFifthGenerationMobileCommunication,5G)的高速通信效率，通过将移动计算、网络控制和存储资源都迁移到网络边缘以满足万物互联的复杂业务场景下大容量、低功耗、高可靠与低时延的业务需求。目前，MEC作为实现物联网和5G通信愿景的关键支持技术，已经在国内有大量的研究和应用。而在车联网场景中,许多应用程序和服务需要较短的时延才能具有实时性和更可靠的响应。因此，通过将MEC应用服务器部署于无线网络边缘，可以将车辆请求任务的计算结果回传，也可以缓存在MEC服务器。同时，无线网络能够以应用程序

重庆邮电大学硕士学位论文第2章车联网与MEC的技术概述12图2.1车联网架构图数据感知层是车联网架构的基础，依赖硬件技术来实现数据的采集。常用的硬件设备包括数据采集器、摄像头、传感器、GPS等。结合图像处理技术、RFID和视频影像采集技术进行处理，实现对车辆自身的情况、周围车辆的状况、道路环境等信息的动态感知。数据感知层包括车辆对自身的感知、对周围车辆的感知和对平台服务的感知。通过自身的感知，可以获取车辆当前的运行位置、车辆速度、车辆的加速度等信息；对车辆的感知可以探索车辆之间的距离、周围车辆的速度、信号灯状态、道路环境情况（如道路的拥堵情况和道路交通事故情况）等信息；车辆对平台服务的感知主要是车辆感知周边的MEC服务器和RSU等设备，以获取相关的数据与服务。接入层是连接感知设备与核心网的中间层，接入网可以使用LTE(LongTermEvolution)、WiFi、蓝牙网络等方式接入。感知层获取到硬件和环境数据，需要通过接入层连接网络通信环境才能传输到数据中心进行计算或存储。接入层对网络运行提供了稳定的通信环境。当数据量较大且接入的终端数量较多时，还应该考虑带宽流量限制，需要更高的带宽来满足业务流量，减少网络时延。网络层是通过网络核心设备，提供硬件、软件之间互联互通的功能。各设备之间通过标准的网络通信协议，实现车与车、车与路、车与人、车与云之间数据的通信与共享。在车辆内部通过局域网实现各硬件之间的数据接入，车辆外部可


本文编号：3494079