国网山东省电力公司青岛供电公司 李坤,孟建,罗广惠,等:面向智能电网的融合通信MEC卸载策略

学术   科技   2024-09-13 17:10   北京  

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引文信息


李坤,孟建,罗广惠,等.面向智能电网的融合通信MEC卸载策略[J].电力信息与通信技术,202422(6)10-17

LI Kun,MENG Jian,LUO Guanghui,et al.Converged communication MEC offloading strategies for smart grid[J].Electric Power Information and Communication Technology,2024,22(6):10-17(in Chinese)


01

研究背景


基于现代通信技术的发展,智能电网融合“切片分组网(sliced packet network,SPN)与可信无线局域网(wireless local area network,WLAN)”通信新技术网络架构已经开展试用。但近年来物联网技术的快速发展,更多敏感型移动终端(mobile terminal,MT)设备的出现导致海量任务增加,需要更强的无线传输能力,计算密集型和延迟敏感型任务的增加给设备带来严重的负荷,设备的续航能力受到影响。


02

主要创新点


1)本文方案基于智能电网融合“SPN+可信WLAN”通信新技术的网络架构,将MT设备产生的各类任务安全接入到无线AP侧,为任务构建专属网络切片通道,实现端到端的软硬隔离,将采集类任务直接输送至智能电网中心,控制类计算任务经移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)服务器处理后,输送到智能电网中心,或者回传至MT设备。面向智能电网的融合“SPN+可信WLAN”通信的无线通信系统示意图如图1所示。SPN网络架构模型如图2所示。
图1  面向智能电网的融合“SPN+可信WLAN”通信的无线通信系统
图2  SPN网络架构模型
2)在不对MT设备进行改变的前提下,采用交替优化技术,以迭代的方式对各个变量顺序优化,得到融合组网的最小化计算总时延。具体流程见图3。

图3  安全计算任务优化卸载算法
3)仿真结果表明,该策略不仅保证设备安全高效地接入网络,还可显著降低传输时延,具有优异的成本效益。图4展示了预测结果对于MT设备接入的结果和影响。
图4  预测结果对于MT设备接入的结果和影响


03
解决的问题和意义

本文将MEC结合智能电网“SPN+可信WLAN”通信新技术网络架构,MT设备产生的任务可以安全接入无线AP侧,为不同的任务类型构建专属的业务传输通道的同时,建立多种MT设备安全无线传输和计算任务卸载的总时延优化卸载模型,提出一种基于交替优化技术的算法,灵活分配和动态调度资源。与现有的方案相比,本文方案具有更高的安全性和更好传输性,有效降低智能电网的成本,获得更多的社会效益。在未来,课题组将研究智能超表面(reconfigurable intelligence surface,RIS)辅助的无线通信系统。




作者介绍

李坤

李坤(1979),男,高级工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

孟建(1986),男,高级工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

罗广惠(2002),女,通信作者,从事无线通信、边缘计算、智能超表面辅助无线通信研究等工作,guanghuiluo@mail.sdu.edu.cn。

侯路(1989),男,高级工程师,从事电力信息安全、5G电力应用研究等工作。

程辉(1985),男,高级工程师,从事电力信息技术、5G电力应用研究等工作。

刘明峰(1976),男,高级工程师,从事电力信息通信技术、5G电力应用研究等工作。

管荑(1979),女,高级工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

辛雨航(1993),男,工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

曲增彬(1993),男,工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

韩然(1989),男,高级工程师,从事电力信息系统、5G电力应用研究等工作。

吴慧文(1997),女,工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。

吕庆真(1989),女,工程师,从事电力系统通信、5G电力应用研究等工作。



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