[论文解读] Future Trends and Challenges for Mobile and Convergent Networks

José Moura, Christopher Edwards|arXiv (Cornell University)|Jan 22, 2016

Caching and Content Delivery参考文献 64被引用 6

一句话总结

本文探讨了移动网络与融合网络的未来趋势与挑战，聚焦于对异构无线接入的智能控制，以确保多模式设备上多样化业务流的服务质量。提出了一种以融合为导向的框架，整合技术、服务、终端、市场及环境因素，通过自组织、节能且智能的基础设施，解决移动性、负载卸载与负载均衡问题。

ABSTRACT

Some traffic characteristics like real-time, location-based, and community-inspired, as well as the exponential increase on the data traffic in mobile networks, are challenging the academia and standardization communities to manage these networks in completely novel and intelligent ways, otherwise, current network infrastructures can not offer a connection service with an acceptable quality for both emergent traffic demand and application requisites. In this way, a very relevant research problem that needs to be addressed is how a heterogeneous wireless access infrastructure should be controlled to offer a network access with a proper level of quality for diverse flows ending at multi-mode devices in mobile scenarios. The current chapter reviews recent research and standardization work developed under the most used wireless access technologies and mobile access proposals. It comprehensively outlines the impact on the deployment of those technologies in future networking environments, not only on the network performance but also in how the most important requirements of several relevant players, such as, content providers, network operators, and users/terminals can be addressed. Finally, the chapter concludes referring the most notable aspects in how the environment of future networks are expected to evolve like technology convergence, service convergence, terminal convergence, market convergence, environmental awareness, energy-efficiency, self-organized and intelligent infrastructure, as well as the most important functional requisites to be addressed through that infrastructure such as flow mobility, data offloading, load balancing and vertical multihoming.

研究动机与目标

• 应对管理指数级增长的移动数据流量所带来的挑战，这些流量具有多样化服务质量要求。
• 克服当前网络基础设施在支持实时、基于位置及社区驱动业务方面的局限性。
• 在移动环境中，为多模式设备实现跨异构无线技术的无缝、高质量网络接入。
• 使网络设计与关键利益相关方（内容提供商、网络运营商和最终用户）的需求保持一致。
• 开发一个统一的未来网络框架，整合技术、服务、终端、市场与环境融合。

提出的方法

• 审查主要无线接入技术（如LTE、Wi-Fi、5G）的近期研究与标准化进展。
• 分析新兴技术对网络性能与利益相关方需求的影响。
• 提出一种整体性基础设施模型，强调自组织性、智能性与能效性。
• 将流量移动性、数据卸载与负载均衡等功能需求整合到统一的控制架构中。
• 评估技术、服务、终端、市场与环境维度的融合趋势。
• 利用垂直多宿主连接与动态资源分配，提升网络适应性与性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何对异构无线接入网络实施智能控制，以确保多样化业务流的一致服务质量？
• RQ2 在移动网络中支持实时与基于位置的服务，其关键技术与架构挑战是什么？
• RQ3 网络基础设施如何演进以满足多模式设备与多样化用户需求？
• RQ4 能效在设计未来移动与融合网络中扮演何种角色？
• RQ5 自组织与智能网络基础设施如何实现可扩展且自适应的移动连接？

主要发现

• 未来网络必须向技术、服务、终端、市场与环境维度的全面融合演进，以应对不断变化的需求。
• 自组织与智能网络基础设施对于管理复杂性并确保可扩展性至关重要。
• 能效是关键设计要求，尤其在密集与异构接入网络中更为重要。
• 垂直多宿主连接与数据卸载是实现负载均衡与提升移动场景下服务质量的关键使能技术。
• 流量移动性与动态资源分配是实现无缝连接的基本功能需求。
• 标准化与研究工作必须与利益相关方需求保持一致，以确保实际部署与采纳。