5G对工业物联网(IIoT)应用的支持——移动云端、区块链及人工智能（十）

摘要：工业物联网(IIoT)具有特殊的通信需求，包括高可靠性、低延迟、灵活性和安全性。5G移动技术本能地提供了这些功能，使其成为支持工业物联网(IIoT)场景的成功候选。本文的目的是基于这两个领域的初始需求和承诺，识别当前与5G工业物联网相关的研究挑战和解决方案。本文的研究方法遵循以下步骤:调查研究现状，比较结果以确定进一步的挑战，并为每个研究领域的经验教训作出结论。这些领域包括IIoT应用及其需求;移动云端;后端性能调优;网络虚拟化;还有安全，IIoT的区块链，5G的人工智能支持，以及私有园区网络。除了调查当前的挑战和解决方案外，本文还旨在对这些领域(与5g支持的IIoT相关)进行有意义的比较，从而得出当前研究的不足之处。

接上文：5G对工业物联网(IIoT)应用的支持——移动云端、区块链及人工智能（九）

在考虑计算和存储资源约束的情况下，研究并提出了一个与边缘云任务缓存和降低负载相关的联合优化问题。为了解决这一问题，提出了一种有效的任务缓存和降低负载算法。通过仿真实验验证了该算法的性能，结果表明，该算法具有较低的能量消耗。

在参考文献58中，Edge - CoCaCo是一种在边缘云上联合优化计算、缓存和通信的工具。作者提出了一种优化问题的求解方法。该模型主要解决两个问题:计算任务缓存分配问题和降低负载问题。虽然后一个问题是众所周知的，但前一个问题涉及到是否将计算任务缓存到边缘的决策问题。仿真结果表明，在边缘云环境中，Edge - CoCaCo可以减少计算密集型富媒体任务的延迟。

5.4   智能汽车

车辆用于在仓库和生产地的工业物流。虽然目前的文章并不想在这方面做全面的讨论，但还是讨论了与云边相关的一些基本问题。

参考文献59提出了电动汽车的云计算和边缘计算。EVCE是一种网络范式，它涉及异构车辆环境中的无缝连接，从而将多个地理上分布的电动汽车(EV)聚合到一个公共资源池中。在EVCE计算中，信息和能量流在车对任何东西的通信过程中动态交换，包括车对网格(V2G)、车对基础设施(V2I)和车对车(V2V)。这种动态流交换的目的是实现协同的数据感知、信息分析和能量共享。本文对EVCE计算中信息交互和能量交互的安全问题进行了重点讨论。作者定义了区块链激发的数据通根和能源通根，以实现上下文感知的车辆应用中的分布式一致性。最后，提出了云计算和边缘计算的安全方案，建立了对车载应用的展望。

参考文献60提出了一种基于边缘计算的计算卸载方法ECO。虽然互联车辆互联网络(IoV)范式下的计算任务可以被转移到边缘计算设备(ECDs)上，但是用于转移计算的无线通信增加了隐私泄露的风险，可能会导致虚拟车辆被劫持或跟踪等。ECO以新颖的IoV隐私保护技术解决了计算卸载过程中的隐私冲突问题。采用遗传算法实现多目标优化，减少ECDs的执行时间和能量消耗，防止计算任务的隐私冲突。

车载雾计算(VFC)是一种融合了雾计算和车载网络的新型计算技术，有望实现实时、位置感知的网络响应。参考文献61的作者提出了一个三层的VFC模型。他们的模型支持分布式交通管理，以最小化车辆收集和报告的全市范围内事件的响应时间。此外，作者通过将移动和停放的车辆作为雾节点，将支持VFC的卸载方案形式化为一个优化问题。最后，从实际应用出发，通过基于滑轨的性能分析验证了模型的有效性。

在文中，作者将互联和自动驾驶汽车(CAVs)想象成带轮子的精密计算机。CAV将有车载传感器作为数据源，并将有各种各样的服务运行，以支持自动驾驶或其他功能。从计算的角度来看，这些设想中的新服务(尤其是基于机器学习的应用程序)是昂贵的。作者提出了一种基于全堆栈边缘计算的CAV车辆数据分析平台(OpenVDAP)，包括CAV车辆的计算/通信单元。此外，在OpenVDAP中，提出了一种隔离支持、安全保密的车辆操作系统。作者创建了一个边缘感知应用程序库，它定义了如何访问和部署基于边缘计算的车辆应用程序。并提出了一种新的调度策略，该策略能够动态检测每个服务的状态和最优的卸载目的地，使每个服务能够在可接受的延迟和有限的带宽消耗内完成。OpenVDAP是一个开源平台，为社区中的研究人员和开发人员提供免费的API和真实的车辆数据。

（待续）

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我是您身边的区块链研究员，如果您有志于区块链或者交易技术的学习，欢迎和我交流。微信：chanhai13。更多文章请添加微信公众号：链学园。原文名称： 5G support for Industrial IoT Applications— Challenges, Solutions, and Research gaps

作者：Pal Varga, Jozsef Peto

原创翻译：区块链研究员（区块链Robin）

英文源自Budapest University，译文有编辑及删减，如有侵权，请联系译者删除。

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