[論文レビュー] A Survey of Multi-Access Edge Computing in 5G and Beyond: Fundamentals, Technology Integration, and State-of-the-Art

Quoc‐Viet Pham, Fang Fang+6 more|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2019

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 293被引用数 40

ひとこと要約

この調査は、MECの基本概念、その5G技術との統合、およびNOMA、WPT/EH、UAV、IoT、異種C-RAN、MLを含む最先端の研究、テストベッドおよび今後の方向性をレビューします。

ABSTRACT

Driven by the emergence of new compute-intensive applications and the vision of the Internet of Things (IoT), it is foreseen that the emerging 5G network will face an unprecedented increase in traffic volume and computation demands. However, end users mostly have limited storage capacities and finite processing capabilities, thus how to run compute-intensive applications on resource-constrained users has recently become a natural concern. Mobile edge computing (MEC), a key technology in the emerging fifth generation (5G) network, can optimize mobile resources by hosting compute-intensive applications, process large data before sending to the cloud, provide the cloud computing capabilities within the radio access network (RAN) in close proximity to mobile users, and offer context-aware services with the help of RAN information. Therefore, MEC enables a wide variety of applications, where the real-time response is strictly required, e.g., driverless vehicles, augmented reality, robotics, and immerse media. Indeed, the paradigm shift from 4G to 5G could become a reality with the advent of new technological concepts. The successful realization of MEC in the 5G network is still in its infancy and demands for constant efforts from both academic and industry communities. In this survey, we first provide a holistic overview of MEC technology and its potential use cases and applications. Then, we outline up-to-date researches on the integration of MEC with the new technologies that will be deployed in 5G and beyond. We also summarize testbeds and experimental evaluations, and open source activities, for edge computing. We further summarize lessons learned from state-of-the-art research works as well as discuss challenges and potential future directions for MEC research.

研究の動機と目的

• MECの基本概念、利点、課題、および市場推進要因の総合的な概要を提供する。
• 5Gおよびそれを超える技術とのMEC統合とユースケースを検討する。
• NOMA、WPTとEH、UAV、IoT、異種C-RAN、MLを含むMECに関する最近の文献を調査する。
• テストベッド、実験評価、オープンソース活動、得られた教訓を要約する。
• 課題を議論し、今後のMEC研究の潜在的方向性を提案する。

提案手法

• MECの基本、アーキテクチャ、ユースケースの調査と統合。
• 5G技術（NOMA、WPT/EH、UAV、IoT、C-RAN、ML）とのMEC統合の総合的レビュー。
• ETSIと3GPPのMEC統合フレームワークおよび参照アーキテクチャの分析。
• テストベッド、実験評価、およびオープンソース活動の収集。
• 得られた教訓の抽出と課題および今後の研究方向の議論。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5Gの文脈でのMECの核となる基本、利点、およびアーキテクチャ上の考慮事項は何か。
• RQ2 MECはどのように5Gシステムに統合され、関与する主要な実現技術とアーキテクチャは何か。
• RQ3 ネットワークエッジでMECによって有効になる主なユースケースとアプリケーションカテゴリは何か。
• RQ4 最先端のMEC研究から浮かび上がる教訓、課題、今後の方向性は何か。
• RQ5 NOMA、UAV、IoT、WPT/EH、MLなどのMECと5G技術はどのように相互作用して新しいサービスを実現するのか。

主な発見

• MECはネットワークエッジにクラウドコンピューティング機能をもたらし、低遅延、近接ベースのサービスとフロントハルト/バックホール負荷の低減を実現する。
• ETSI MECと3GPPのフレームワークは、MECO、プラットフォームマネージャ、VIM、ホストレベル管理を含む、5G SBA内でのMEC統合を形作っている。
• MECは、AR/VR、V2X、コンテンツキャッシュ、エッジ分析など、消費者サービス、事業者/第三者サービス、ネットワーク性能/ QoEの改善など、幅広いユースケースをサポートする。
• 分散リソース管理、モビリティ、コアネットワークとの相互運用性、セキュリティ/プライバシーなど、重要な課題があり、分散型でスケーラブルな解決策を必要とする。
• 本調査は教訓を総合し、テストベッド、オープンソースの取り組み、MLとIoTエコシステムとのさらなる統合を含む今後の研究方向を提案している。