[논문 리뷰] A Survey of Multi-Access Edge Computing in 5G and Beyond: Fundamentals, Technology Integration, and State-of-the-Art

Quoc‐Viet Pham, Fang Fang외 6명|arXiv (Cornell University)|2019. 06. 20.

IoT and Edge/Fog Computing참고 문헌 293인용 수 40

한 줄 요약

이 설문조사는 MEC의 기본, 5G 기술과의 통합, 그리고 NOMA, WPT/EH, UAV, IoT, 비동질적 C-RAN, ML를 포함한 최첨단 연구, 테스트베드 및 향후 방향에 대해 다룹니다.

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.

연구 동기 및 목표

• MEC 기본, 이점, 도전과제 및 시장 동인을 포괄적으로 개관합니다.
• MEC의 5G 및 그 이후 기술 및 사용 사례와의 통합을 검토합니다.
• NOMA, WPT 및 EH, UAV, IoT, 이질적 C-RAN, ML와 함께 MEC에 대한 최근 문헌을 조사합니다.
• 테스트베드, 실험 평가, 오픈 소스 활동 및 배운 교훈을 요약합니다.
• 도전과제를 논의하고 향후 MEC 연구를 위한 잠재적 방향을 제시합니다.

제안 방법

• MEC 기본, 아키텍처 및 사용 사례의 조사와 종합.
• MEC의 5G 기술(NOMA, WPT/EH, UAV, IoT, C-RAN, ML)과의 통합에 대한 총체적 검토.
• ETSI 및 3GPP MEC 통합 프레임워크 및 참조 아키텍처의 분석.
• 테스트베드, 실험 평가 및 오픈 소스 활동의 정리.
• 배운 교훈의 도출 및 도전과제와 향후 연구 방향에 대한 논의.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 5G 맥락에서 핵심 MEC 기본, 이점 및 아키텍처적 고려사항은 무엇인가?
• RQ2 MEC가 5G 시스템에 어떻게 통합되며 관여하는 주요 기술 및 아키텍처는 무엇인가?
• RQ3 네트워크 엣지에서 MEC로 가능해지는 주요 사용 사례 및 애플리케이션 카테고리는 무엇인가?
• RQ4 최신 MEC 연구에서 도출되는 교훈, 도전과제 및 향후 방향은 무엇인가?
• RQ5 NOMA, UAV, IoT, WPT/EH, ML과 같은 MEC 및 5G 기술이 새로운 서비스를 가능하게 하려면 어떻게 상호 작용하는가?

주요 결과

• MEC는 네트워크 엣지에 클라우드 컴퓨팅 기능을 제공하여 저지연, 근접 기반 서비스와 프런트홀/백홀 로드 감소를 가능하게 한다.
• ETSI MEC 및 3GPP 프레임워크가 MECO, platform manager, VIM, and host-level management를 포함하여 5G SBA 내 MEC 통합의 방향을 형성하고 있다.
• MEC는 AR/VR, V2X, 콘텐츠 캐싱, 엣지 분석과 같은 소비자 서비스, 운영자/제3자 서비스 및 네트워크 성능/QoE 향상을 포함한 다양한 사용 사례를 지원한다.
• 분산 자원 관리, 이동성, 코어 네트워크와의 상호 운용성 및 보안/프라이버시의 상당한 도전과제가 존재하며 분산적이고 확장 가능한 솔루션이 필요하다.
• 본 설문은 교훈을 종합하고 테스트베드, 오픈 소스 노력, ML 및 IoT 생태계와의 추가 통합 등 향후 연구 방향을 제시한다.