移动边缘计算网络节点选择策略研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xinyu0218
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动边缘计算(MEC,Mobile edge computing)技术作为第五代移动通信系统的核心技术之一,将云计算能力与业务平台下沉到网络边缘(基站/终端)。靠近用户的无线接入网能就近向终端用户针对计算密集型、时延敏感型业务提供云计算与互联网技术服务,比如车载导航、虚拟现实技术等。基站/终端部署MEC服务器后,会对传统网络的通信、计算、缓存等资源的调度产生影响。因此本文对引入MEC的中继通信和D2D(Device-to-device)传统通信网络,在节点选择策略方面展开研究与分析。结合MEC与中继技术,在中继节点侧部署MEC服务器,本文研究中继计算能力对中继节点选择策略的影响。基于单用户多中继选择模型,本文提出了三种中继节点选择策略,分别是仅考虑通信传输速率(CORS,Communication-only relay selection)、仅考虑中继计算能力(CPORS,Computing-only relay selection)以及综合考虑通信和计算的端到端时延最小(LBRS,Latency-best relay selection)策略。由于传统的速率中断概率常被用来分析协作通信系统物理层的行为,无法直观地表现出计算能力对中继节点选择的影响,因此本文采用端到端的时延中断概率作为系统性能的评价标准,分别推导了三种方案的时延中断概率和分集阶数。通过仿真得出,小信噪比情况下,CPORS策略优于CORS策略。大信噪比情况下,中继计算能力对链路传输时延的影响逐渐减少,CORS策略优于CPORS策略。理论公式表明在极限大信噪比条件下,CORS与LBRS策略的时延中断概率趋于一致。LBRS和CORS策略的分集阶数均取决于中继节点的计算能力,CPORS策略分集阶数为常数。结合MEC与D2D通信技术,利用终端设备空闲的计算资源辅助其余任务设备完成任务卸载和计算,本文研究多用户D2D通信节点选择策略,同时也将一对多节点选择策略延伸至多对多节点选择策略。传统文献着重于研究D2D通信网络中频谱复用、干扰管理等通信资源对节点选择结果的影响。本文以保证任务卸载率下带宽资源消耗最小为目标,研究终端设备可共享计算资源、能量资源以及通信链路时延均受限时的节点配对策略。由于优化问题属于NP-难问题,本文提出了基于匈牙利算法的全连接算法和基于贪婪算法的距离最小贪婪算法。全连接算法且通过空间换时间的方式获得较低的时间复杂度。距离最小贪婪算法优先连接相距最近的资源设备与任务设备,不能保证系统任务能完全卸载,具有较低的空间复杂度。仿真表明全连接算法能够在小信噪比情况下依然能够在保证任务完全卸载的条件下找到全局最优分配,而距离最小贪婪算法的任务完成率会受到资源限制条件影响。在任务卸载率均为1条件下,全连接算法仍有微弱优势,但增益有限。因此当系统的任务卸载率优先级较高时,全连接算法具有绝对的全局优势。
其他文献
随着高清与超高清视频的不断发展与普及,海量视频数据的存储和传输已经成为目前业界的巨大挑战。为了进一步降低视频流媒体的传输压力,VP9和HEVC等新一代视频编码标准随着发展应运而生。由于VP9格式开源且免费授权,其在流媒体行业中受到了更多的支持与推广。相较于其上一代编码标准VP8,由于引入了大量新技术,VP9能够提升接近一倍的编码性能。然而其编码复杂度也随着编码性能的改善而大幅提高,限制了VP9视频
近年来,无线智能终端的普及,各类多媒体业务的涌现,使得移动数据流量呈指数级增长。这给通信网络造成了巨大的压力和挑战。基于无线融合网络的数据卸载技术是一种有效的解决方法。然而,传统无线融合网中采用集中式缓存机制,效率还有待进一步提高。为此,本文在无线融合网中引入分布式缓存技术,重点研究基于强化学习的分布式缓存技术。首先,针对分布式两跳缓存网络的情况,研究了在路由节点受缓存空间和带宽的约束条件下,如何
现如今,智能语音设备在普通家庭中逐渐普及,智能音箱、智能家电等智能设备更多地出现在了人们的日常生活当中;与此同时,智能移动设备也逐渐开始配置了更多的语音功能:包括手机、平板电脑的语音唤醒,声纹识别等功能逐渐融入我们的生活。然而,如何利用智能设备中配置的麦克风阵列板来解决噪声场景下远场拾音的降噪问题,仍是学界与工业界有待解决的一大问题。目前,影响当前的智能语音设备使用效果的最重要原因是复杂的噪声场景
5G移动通信系统采用LDPC码和极化码为增强移动宽带场景中数据信道和控制信道的纠错编码方案,同时3G和4G则采用Turbo码为主要的信道编码方案,对于多模移动终端基带处理器,需要同时支持以上三种码型。而这三种码型的主流译码算法各不相同,采用独立硬核会大幅增加芯片成本及功耗。因此,本文针对4G及5G中的Turbo码、LDPC码和极化码,从顶层算法的角度研究通用译码器架构。本文首先将Turbo码和极化
随着人们对移动通信可靠性需求的日益增加,特别是LDPC码被确定为5G、ATSC 3.0等重要通信标准的信道编码方案后,对LDPC码编译码的研究也越来越迫切。同时应用场景的不断丰富,也对LDPC码的编译码提出了新的要求。例如,广播公司在实际中会以过度功率传输信号,以确保边缘用户的可靠接收,这会导致功率过剩的问题。此外,传统广播与移动通信越来越趋于融合,最新的5G标准中便引入了用于广播的En TV(E
近些年来,水声通信技术得到了快速发展,由于声信号传播速率低,通信机相对运动等问题,水声通信存在明显的载波频率偏移(CFO)。CFO会使信号发生频率和相位的偏移,影响水声信号的恢复,降低通信质量,因而准确估计水声通信中存在的CFO并对其进行补偿,对于正确恢复信号,实现高质量的通信十分重要。由于水下可用于信号传输的频带有限,为了提高频带利用率,需要用到频带复用技术。正交频分复用(OFDM)是目前最常用
共同富裕是社会主义的本质要求,是人民群众的共同期盼,文旅融合是推动乡村振兴和共同富裕的重要抓手。新昌县镜岭镇依托丰富的自然资源和深厚的人文底蕴,以乡村振兴战略支持特色文旅产业发展为基础,既要"颜值",也要"产值",更要挖掘潜能,创造"增加值",不断提高乡村文化旅游的发展质量和综合效益,找到了一条从困境中破局的"文旅特色道路"。
期刊
通过光学方法产生超宽带(UWB)脉冲信号是微波光子学的重要功能和应用,得到学术界和工业界的广泛关注。传统的电学产生方法受限于电子器件带宽瓶颈,而光学方法除了有损耗低、带宽大的固有优势外,还具备重量轻、体积小、可调谐以及抗电磁干扰等众多优点。已有的超宽带光脉冲产生方案复杂、系统庞大且易受环境干扰。论文提出一种基于范诺(Fano)谐振的超宽带光脉冲产生集成芯片方案。范诺谐振由微环谐振腔耦合马赫曾德干涉
分子通信是构建纳米机器网络(纳米网络)最可行的通信方案之一。基于分子通信构建纳米网络将拓展纳米机器群体的能力,给生物、医疗、国防和工业等诸多领域带来创新性的进步。其中,基于扩散的分子通信,由于能耗低、简单易实现等优点,是最受关注的分子通信方案。目前,分子通信的研究主要集中在理论研究方面,其中信道模型是分子通信理论研究的基础。尽管领域内现已提出多种基于扩散的分子通信信道模型的建模方法,但是经大量文献
毫米波(Millimeter Wave,mm Wave)由于具有丰富的频谱资源成为未来移动通信研究的热点,同时,毫米波与混合预编码(Hybrid Precoding,HP)结构密切相关,对于混合预编码结构下的毫米波系统研究具有更重要的现实意义。由于在毫米波系统中频繁的信道估计对系统开销、时延、吞吐量等带来了巨大的挑战,使得利用信道时间相关性的信道跟踪技术凸显出优势,所以对于毫米波系统的信道跟踪技术