25、基于6G的物联网绿色移动边缘计算

基于6G的物联网绿色移动边缘计算

1. 引言

5G及5G之后（B5G）的移动通信框架是当今世界新兴的通信框架。众多设备和管理系统参与到现代通信以及计算框架的发展中。云、边缘和雾计算范式的引入，使通信和计算系统更加高效。这种分层计算的优势在于能优化能源和资源的利用。

在开发高效系统时，一个主要问题是优化资源需求大的设备的功耗。系统必须经过优化设计，以使用最少的电量。如今，大多数移动计算设备使用复杂的机器和深度学习算法，这需要大量的处理和内存获取操作。在关键任务场景中，由于网络连接不佳和带宽有限，向云端发送大量关键任务数据有时是不可能的，此时云基础设施可能无法用于处理数据。因此，我们需要在网络边缘规划一个替代方案，用于缓冲和处理数据。移动边缘计算、露水计算和雾计算在这方面发挥着重要作用。

移动边缘计算的基本概念是在网络边缘处理数据。这种方法的一个关键优势是优化处理能力，由于大多数边缘处理器的电路功耗很低，甚至可以使用可再生能源运行，因此整体处理所需的能量非常有限。绿色移动计算技术还可用于灾难管理的各个方面，在灾区，大多数能源供应经常中断，设备需要依赖替代能源，所以开发低功耗硬件以及研究优化算法是核心关注点。运行在边缘计算设备上的机器学习算法通常会进行优化，以便能在低资源和低功耗的机器上运行。绿色计算设备的另一个方面是使用低延迟缓冲平台，即露水层。露水计算实现了一种缓冲即服务的方法，即使网络网关不可用且无法访问云服务，也能将数据存储在临时缓冲区中。这一概念在飞行自组织网络、航空传感器网络等应用中非常实用，谷歌的Loon项目和Facebook的Aquila项目都实际采用了边缘、露水和雾计算技术。工业4.0及以后的重大工业革命在这方面有很大的研究空间，工业4.0之后的太空制造（ISM）概念