面向自动驾驶的5G边缘计算业务连续性技术研究

发布时间：2021-02-27 10:33

　　为了提升在5G边缘计算场景下的自动驾驶业务连续性,保障车辆在高速移动下的鲁棒性和实时性,解决由于车载设备与5G边缘计算之间的通讯网络路径发生突变和变长,导致网络连接不可靠和拥塞丢包的问题,提出了增强型随机早期检测算法（stochastic fair-random early detection, SF-RED）和端到端双连接双链路技术保障业务鲁棒性,并提出硬件加速技术保障业务实时性。增强型SF-RED算法通过统一资源定位器（uniform resource locator, URL）识别应用,并基于不同应用来设计数据报文转发路径策略,实现基于多路径的转发和数据缓存以及报文拥塞下的丢弃控制,进一步改善丢包队列的管理。通过自动驾驶应用的实际案例证明,采用增强型SF-RED和端到端双连接双链路技术能够有效提升高速移动的自动驾驶车辆业务可用性,采用的硬件加速技术显著降低其业务时延。 

【文章来源】：重庆邮电大学学报(自然科学版). 2020,32(05)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

车联网应用切换前后报文转发路径

这几个子系统中,任何一个子系统出现故障都会导致网络传输服务不可用,因此,可以采用串联模型来分析计算该网络的可靠性指标[10],串联模型如图2。对于普通业务的数据流,通常车载终端UE只能和5G网络建立一个连接来实现转发,此时5G网络的可靠性可采用串联模型的可靠性公式来进行计算。采用Rran标识无线接入网RAN的转发可靠性,Rn3标识N3接口承载网的转发可靠性,Rupf标识UPF的转发可靠性,Rn6标识N6接口承载网的转发可靠性,则单个5G网络连接的转发可靠性Rsi标识可采用(5)式串联模型的公式计算得出。

对于需要更高可靠性的垂直行业,例如车联网、工业控制、电网差动保护等场景。此时,MEC业务涉及高可靠保障机制,需要采用端到端用户面冗余方案[11],来保障车载终端数据报文的转发,满足单条网络连接出现故障不会影响数据业务转发的需求,此时可以采用串并联混合模型来分析计算该网络的可靠性指标,其模型如图3。该模型下,5G网络采用双连接后可靠性Rdu可采用(6)式串并联混合模型的可靠性公式来进行计算。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]基于可编程硬件的NFV数据包加速处理结构[J]. 兰天翼,郭云飞,兰巨龙,段通.  电子学报. 2017(12)
[4]基于RED的差异型丢包队列管理算法[J]. 朱海婷,丁伟.  计算机学报. 2015(03)
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[7]高品质ODN解决方案推动FTTH规模部署[J]. 郭绍彦.  电信科学. 2012(02)
[8]子网络的连接模式对关联网络可靠性影响研究[J]. 赵娟,郭平,邓宏钟,吴俊,张敏,蒋银华.  计算机应用与软件. 2012(02)
[9]TCP与UDP网络流量对比分析研究[J]. 张艺濒,张志斌,赵咏,郭莉.  计算机应用研究. 2010(06)



本文编号：3054102