基于D2D通信技术的边缘计算框架研究

吕立新

(安徽商贸职业技术学院 信息与人工智能学院，安徽 芜湖 241000)

物联网的快速发展促进了智慧城市、智能家居和车联网等不同领域的发展[1-2]。大规模的物联网设备和用户所产生的大量数据流量为移动网络带来巨大的压力，边缘计算技术能将数据从传感设备卸载到网络边缘，有助于减少网络流量和响应时间，提高用户的QoE[3]。网络边缘节点负责执行计算任务，无需将任务调度至远程的云计算中心，从而有效缓解核心网络的拥塞，降低端到端延迟。现有的研究分别从提高能效[4-6]、降低端到端时延[7-8]以及实现能效-时延均衡[9]的角度研究边缘计算任务卸载问题。尽管上述的研究验证了边缘计算卸载在提高无线网络计算性能方面的有效性，但有限的基站计算资源并不足以支持其覆盖范围内的所有移动设备。而且，如果边缘计算仍然使用蜂窝网络进行通信，那么稀缺的频谱资源无法保证通信所需的带宽，从而影响网络系统的性能。对此，结合设备到设备(Device-to-Device，D2D)通信技术，将部分计算任务卸载到相邻的移动设备，能有效提高移动计算系统的能效和延迟性能。D2D通信技术允许设备之间可以通过复用资源直接通信，从而避免了由于频谱资源稀缺带来的网络性能下降问题[10]。有研究者通过D2D链接将任务卸载到附近的移动设备，有效地提高了移动计算系统的能效和时延性能[11-12]。还有研究开发了名为D2D雾化的移动任务卸载框架，其中移动设备可以共享通信和计算资源以提高能源效率[13]。……