基于5G的MEC系统关键技术研究

2022-10-18蔡浩

通信电源技术 2022年11期

蔡浩

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏南京 210000）

0 引言

随着移动通信技术的不断发展和进步，移动边缘计算（Mobile Edge Computing，MEC）体系也在不断发展健全。为了满足系统研发和部署的要求，整合MEC试验网络验证检测分析模式，从而实现统筹管理的目标，达到经济效益和社会效益的和谐统一。

1 MEC系统概述

1.1 内涵

MEC是将云计算平台从移动核心网络体系直接迁移到移动接入网的边缘，打造更加可控的技术应用模式，并借助计算系统、存储系统以及通信系统等边缘节点系统的部署，提升通信传输管控工作的质量水平，维持良好的控制模式[1]。

1.2 整体架构

对于MEC系统而言，整个系统的应用核心是服务器，能够实现移动终端的全覆盖。借助MEC服务器部署方案，就能保证无线接入网和核心网之间建立完整的信息交互通道。与此同时，MEC系统还能为无线网络侧提供更加合理的服务，打造效率更快且时延更小的计算通信服务模式，为用户终端服务质量的提升予以支持。MEC整体框架如图1所示。

图1 MEC整体框架

1.3 功能组件

在MEC技术体系中，主要的功能组件包括路由子系统模块、能力开放处理系统模块、平台管理系统模块以及边缘云基础应用模块，如图2所示。

图2 功能组件

路由子系统模块主要负责完成MEC系统和无线接入系统、平台管理系统的信息数据交互处理。在移动设备请求数据后，MEC系统存储设备中已经完成了目标数据的载入，此时可以借助子系统直接实现数据向用户侧的下发处理。如果系统中并没有存储目标数据，则可以借助路由子系统处理数据包，并向移动核心网传输，最终直接传达到第三方服务器或云数据中心[2]。

能力开放处理系统借助路由子系统完成网络和用户动态信息的实时性汇总，并直接面向平台管理子系统完成能力开放注册信息统计数据的上报，配合路由转发策略提升业务数据的管控效能。与此同时，通过能力开放子系统还能进行业务数据分析。

平台管理系统模块围绕移动网络数据平面控制展开相关工作，在满足调用请求的同时还能对边缘云内的IT基础设施予以虚拟化资源管控，维持信息数据统计管理的合理性[3]。

边缘云基础应用模块中，借助终端用户提供的小型化硬件平台完成相关单元的设定，并保证存储、网络通信等应用的最优化，为MEC系统本地化数据业务管理工作的顺利开展予以支持。

除此之外，MEC系统还需要在公平性、安全性等方面予以优化，有效融合移动边缘计算，打造更加可控合理的服务管理平台，提升管道信息化服务的质量。

2 基于5G的MEC系统关键技术内容

结合5G移动通信技术的应用要求，在建立MEC系统的过程中要整合技术要点，确保关键技术内容都能落实到位。只有打造科学合理且规范的关键技术应用平台，才能提高计算处理实时性分析质量和水平，并为数据处理本地化和信息交互高效化管理创设良好的技术平台[4]。网络边缘计算的构成如图3所示。

图3 网络边缘计算

2.1 计算卸载

在MEC系统应用环境中，计算卸载技术的应用能最大程度上完成终端业务实时化控制和处理。计算卸载技术是利用相应的技术手段将部分计算功能直接从移动设备卸载，然后迁移到MEC服务器上，此时便可开展对应的执行工作。在终端发起计算卸载请求后，终端资源监测器此时能够完成MEC系统资源信息的汇总。结合接收服务器网络信息，配合终端内部计算卸载决策引擎，从而完成本地执行任务、边缘计算节点相关工作[5]。借助计算卸载处理技术对业务进行综合评估和分析，并在完成任务计算后及时卸载到对应的边缘计算服务器位置，保证计算处理的及时性和规范性，为提高移动设备即时性计算水平予以支持，减少计算延迟造成的影响，最大程度上延长移动终端的电池使用寿命。

结合计算强度对其进行业务分析，主要分为二元卸载和局部卸载。二元卸载在处理过程中，针对的是密度较高且规模较小的计算任务。利用二元卸载处理方式，终端计算任务能够实现全部迁移，直接在MEC服务器中完成计算和分析处理。局部卸载是针对大规模计算任务开展的局部分析模式，利用一定的规则将终端计算任务划分为不同的子任务单元，卸载到MEC服务器就能完成执行计算工作。基于应用的要求，数据分区模型能对终端用户任务进行控制。

根据计算任务完成高效的卸载处理，基于计算机中相关卸载理论内容进行关键内容节点的对照，从而制定相匹配的计算卸载决策方案[6]。基于计算分析明确MEC服务器和终端的具体划分模式，按照分析获取的相关内容完成后续的计算卸载工作。结合计算任务完成结果的分析，并将其最终发送到终端用户接收端。

2.2 无线数据缓存

为了保证数据信息汇总管理的规范性，整合实时性缓存控制内容，借助无线数据缓存技术实现MEC数据业务本地化处理。将热点数据提前缓存在MEC服务器的边缘存储节点位置，配合终端用户实现规定范围内数据的管理。

对于无线数据缓存处理系统而言，内存缓存策略和内容传输策略分析是关键，要结合具体的应用要求落实相关工作[7]。内容缓存策略是借助网络边缘节点对热点数据予以选取和缓存控制，以维持相关缓存内容的及时性和规范性，避免系统应用服务不当造成的影响，为5G移动通信技术服务质量的优化创设良好的技术保障。内容传输策略主要是借助网络边缘节点完成缓存热点数据的汇总，并且将相关关键数据节点直接发送到申请用户的传输终端。借助相互作用的系统处理机制，保证端对端内容传输过程满足预期，减少承载网出现的链路阻塞问题[8]。

2.3 本地分流技术

在基于5G的移动通信MEC系统建立的过程中，结合软件定义网络（Software Defined Network，SDN）要求实现的本地分流技术具有重要的应用价值，能够打造更加可控的网络信息交互处理模式。软件定义网络结构如图4所示。

图4 软件定义网络结构

SDN本地分流技术中借助SDN控制器完成本地信息和策略服务器信息的获取，保证获取的相关内容满足预设分流策略的控制需求，提高相关信息交互处理的及时性和规范性，实现最优内容的缓存控制，提升信息监督应用效率。在实际应用中，结合数据流描述的具体信息和分流策略完成分流规则流表的制作，提高统筹分析工作的水平，为系统化提升信息交互管理质量予以支持。分流网关要结合分流规则完成流表相关数据信息的监督处理，最终实现实时性分离。相较于传统的技术模式，基于SDN的分流技术能够有效满足用户的实际需求，提升终端信息应用质量，并依据数据业务本地化处理标准实现统筹控制[9]。在本地分流技术应用环节中，结合网络应用控制标准确保终端用户数据业务的连续性，有效降低核心网数据流量产生的输送压力，保证终端用户服务体验最优化。此外，SDN本地分流技术能快速适应终端用户移动性形成的网络拓扑结构。

在MEC系统中，终端用户的位置信息一旦出现变化，基于SDN的本地分流技术就能建立完整的数据分析评估模式，并结合感知信息保证网络接入点的管理效果。建立以流表形式为基准的信息，由于流表转发机制的实时性较强，因此结合本地模式就能完成网络接入点的可控化切换，为终端用户服务体验的优化提供保障。基于MEC场景分析模式，服务器借助感知计算过程和数据缓存建立更加可控的信息管理平台，通过融合SDN实现网络资源的合理性分配管理，为数据业务高效调度分发提供支持[10]。