Métrologie des réseaux de bordure 5G (MEC)

Metrology for 5G edge networks (MEC). Leveraging mobile devices beyond the edge toward task offloading

• Auteur / Autrice : Sadia Khizar
• Direction : Marcelo Dias de Amorim, Vania Conan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 15/02/2022
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Anne Fladenmuller
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thi-Mai-Trang Nguyen
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Nadjib Ait Saadi, André-Luc Beylot
• DOI : 10.70675/319f792az101cz4718zab73zb7bead8642c6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mesure

Réseaux ad hoc de véhicules

5G (téléphonie mobile)

Mots clés libres

Mobilité

Réseaux véhiculaires

Analyse de données

Persistance

Délestage de tâches

Réseaux cellulaires

Au-delà de la bordure réseaux

Beyong edge computing

Mobility

Task offloading

Multi-access edge computing

Résumé

L'omniprésence des dispositifs mobiles équipés d'une connectivité Internet et de systèmes de positionnement, nous pousse à les considérer comme une ressource précieuse à exploiter. Dans cette thèse, nous abordons l'utilisation des dispositifs mobiles sous un nouvel angle. Nous considérons l'extension de la capacité du MEC en utilisant les ressources disponibles des dispositifs mobiles au-delà de la bordure du réseau d'infrastructure. L'objectif est de tirer parti de leurs ressources inexploitées pour traiter les tâches de calculs au profit du MEC de manière distribuée. Pour pouvoir s'appuyer sur des nœuds mobiles, il est fondamental que le MEC soit capable de connaître son environnement d'exploitation. Dans la première partie de la thèse, nous explorons la disponibilité temporelle des ressources au-delà du bord. Nous avons choisi d'étudier la co-localisation des terminaux et d'analyser leurs persistances dans une cellule. Puis, nous nous intéressons à l'allocation des tâches. Nous mettons l'accent sur l'aspect spatio-temporel en quantifiant les ressources qu'une cellule peut fournir pour effectuer une tâche MEC. Nous estimons le potentiel de tâches de calcul effectuées par les terminaux en fonction du temps de présence cumulé dans une cellule donnée et d'un délai d'achèvement donné. Les résultats permettent de déterminer les possibilités de décharger des tâches de calcul sur des dispositifs mobiles. En outre, ils permettent de connaître les emplacements où il est judicieux de délester les tâches et la durée des tâches pouvant être délestées.

The pervasiveness of mobile devices equipped with internet connectivity and positioning systems leads us to regard them as a valuable resource to leverage. In this thesis, we tackle the use of mobile devices from a new perspective. We consider the extension of the capacity of the MEC by using the available resources of mobile devices beyond the edge of the infrastructure network. The goal is to leverage their untapped resources to process computation on behalf of the MEC in a distributed way. It is fundamental for the MEC to be aware of its operating environment to rely on mobile nodes. In the first part of the thesis, we have focused on the temporal availability of beyond-the-edge resources. We chose to investigate the co-location of terminals and analyze their persistence in a cell. Then, we turn our attention to task allocation. We shift the focus on the spatio-temporal aspect by quantifying the resources that a cell can provide to perform a MEC task. We estimate the potential amount of computational tasks performed by nodes based on the cumulative presence time in a given cell and a given completion delay. Results provide insight into the possibilities of offloading computing tasks on mobile nodes. Furthermore, it allows knowing the locations where it is advisable to offload tasks and the time duration of tasks offloadable.