[论文解读] 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 40

一句话总结

这个综述回顾 MEC 基本原理、与 5G 技术的集成，以及最前沿的研究，包括 NOMA、WPT/EH、UAV、IoT、异构 C-RAN 和 ML，以及测试床和未来方向。

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.

研究动机与目标

• 提供对 MEC 基本原理、收益、挑战和市场驱动因素的全面概述。
• 研究 MEC 与 5G 及更先进技术的集成及其用例。
• 调研最近关于 MEC 与 NOMA、WPT 和 EH、UAV、IoT、异构 C-RAN 和 ML 的文献。
• 总结测试床、实验评估、开源活动以及经验教训。
• 讨论挑战并提出未来 MEC 研究的潜在方向。

提出的方法

• 对 MEC 基本原理、架构和用例进行调查与综合。
• 对 MEC 与 5G 技术（NOMA、WPT/EH、UAV、IoT、C-RAN、ML）的综合集成进行全方位审视。
• 分析 ETSI 与 3GPP MEC 集成框架及参考架构。
• 汇编测试床、实验评估及开源活动。
• 提取经验教训并讨论挑战与未来研究方向。

实验结果

研究问题

• RQ1 在 5G 背景下，核心 MEC 基本原理、收益及架构考量是什么？
• RQ2 MEC 如何集成到 5G 系统，涉及哪些关键使能技术和架构？
• RQ3 在网络边缘由 MEC 支持的主要用例及应用类别是什么？
• RQ4 来自最先进 MEC 研究的经验教训、挑战与未来方向是什么？
• RQ5 MEC 与 5G 技术如 NOMA、UAV、IoT、WPT/EH 和 ML 如何协同工作以实现新服务？

主要发现

• MEC 将云计算能力带到网络边缘，实现在地低时延、就近服务以及降低前传/回传负载。
• ETSI MEC 与 3GPP 框架正在塑造 MEC 在 5G SBA 内的集成，包括 MECO、平台管理器、VIM，以及主机级管理。
• MEC 支持跨越消费服务、运营商/第三方服务以及网络性能/QoE 提升的多样化用例，如 AR/VR、V2X、内容缓存和边缘分析。
• 在分布式资源管理、移动性、与核心网的互操作性以及安全/隐私方面存在显著挑战，需分布式、可扩展的解决方案。
• 本综述综合了经验教训并提出未来研究方向，包括测试床、开源工作以及与 ML 和 IoT 生态系统的进一步整合。