一种车联网中移动边缘计算实施方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种车联网中移动边缘计算方法，包括步骤：步骤1，车载终端经由基站将数据包发送到移动边缘计算服务器；步骤2，所述移动边缘计算服务器判断所述数据包是否为车联网数据，如果是非车联网数据则将所述数据包发送到核心网进行处理，如果是车联网数据则通过移动边缘计算服务器对所述数据包进行处理后通过基站发送至特定的车载终端。利用本发明专利技术可解决车联网中网络时延过高和网络负荷过大等问题，通过把移动边缘计算服务器部署到汇聚机房，利用服务器上的流量分流网关针对不同类型的数据进行不同目的地址的转发，使得车联网信息在网络边缘处理，从而提升网络质量。

An Implementation Method and System of Mobile Edge Computing in Vehicle Networking

The invention discloses a method for calculating mobile edge in vehicle networking, which includes steps: step 1, the vehicle terminal transmits the data packet to the mobile edge computing server via the base station; step 2, the mobile edge computing server determines whether the data packet is vehicle networking data or not, and if it is non-vehicle networking data, the data packet is sent to the mobile edge computing server. If the data is sent to the core network for processing, the data packet is processed by the mobile edge computing server and sent to a specific vehicle terminal through the base station. The invention can solve the problems of high network delay and heavy network load in the vehicle network. By deploying the mobile edge computing server to the convergent computer room, and using the flow diversion gateway on the server to transmit different destination addresses for different types of data, the vehicle network information can be processed at the network edge. And improve the quality of the network.

【技术实现步骤摘要】
一种车联网中移动边缘计算实施方法及系统
本专利技术涉及移动通信领域，特别涉及一种车联网中移动边缘计算实施方法及系统。
技术介绍
移动边缘计算是由ETSI(欧洲电信标准化协会)提出的在网络边缘增加智能和计算单元，使得业务本地化、近距离部署成为可能的一项新技术。移动边缘计算诞生的目的是为了解决云计算因终端资源有限问题而带来的网络负荷与传输时延，所以它被设计之初就具有高带宽、低时延等特点。移动边缘计算在无线接入侧部署服务器来为移动网络边缘提供IT服务环境和云计算能力，使得业务本地化、近距离部署称为可能，能够更好地支持高带宽、低时延业务。同时，移动边缘计算可以通过感知无线网络上下文来实现与集中化云计算平台相辅相成、互相补充，以降低传输网络的压力，让网络运营商能够于基站侧快速处理信息，实现差异化服务，提升用户体验。随着我国经济社会持续快速发展，我们车辆保有量持续增长，截止至2017年底，全国汽车保有量达到2.17亿辆，并将在未来持续快速增长。另一方面，随着人们对便捷出行的需求，以及物流行业的快速发展，人类社会对采用车辆的长途、短途交通运输的需求也正在快速增长。我国公路交通运输面临着道路拥堵、货运成本高、安全难以保障等严峻挑战。车联网可以实现道路危险预警，减少道路拥堵并提升智能交通的安全性，同时还能提供如寻找车辆位置、停车位导航等增值服务。超视距的信息交互使得智能交通变得更加安全和高效，但于此同时带来的巨大数据量是当前网络所不能承受的；除此之外，虽然LTE网络已经能将时延控制在100ms以下，但对于高速行驶的车辆还是存在着很大的危险性。分析LTE网络结构可以看到，核心网和接入网之间往往有几公里甚至几十公里的物理距离，无论怎么去优化网络始终绕不开这一段冗长的物理距离。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提出一种车联网中移动边缘计算方法及系统，涉及移动边缘计算相关技术，尤其是将移动边缘计算与车联网相结合，充分发挥了移动边缘计算高带宽低时延的技术特点。根据本专利技术的一个方面，提出一种车联网中移动边缘计算方法，该方法包括以下步骤：步骤1，车载终端经由基站将数据包发送到移动边缘计算服务器；步骤2，所述移动边缘计算服务器判断所述数据包是否为车联网数据，如果是非车联网数据则将所述数据包发送到核心网进行处理，如果是车联网数据则通过移动边缘计算服务器对所述数据包进行处理后发送至相应基站，再由基站发送至特定的车载终端。根据本专利技术的另一方面，提出一种车联网中移动边缘计算系统，该系统包括：车载终端，用于发送车联网数据或非车联网数据；基站，用于在车载终端与移动边缘计算服务器之间传送数据；移动边缘计算服务器，用于对所述车联网数据进行处理，将处理后的车联网数据通过基站发送给车载终端，并且将非车联网数据发送给核心网进行处理。本专利技术基于移动边缘计算相关研究，参考现网主要架构，针对车联网中大数据量和低时延要求提出了移动边缘计算服务器在现网当中部署位置和具体架构、数据传输流程，通过流量分流网关进行流量分流，然后经解包后把车联网数据发送至平台处理，反馈信息也由相同链路传送回终端。此架构下的移动边缘计算服务器，不会对现网产生任何影响，同时还解决了车联网带来的网络负荷增加与时延过高等问题，能很大程度上优化车联网网络质量。附图说明图1为本专利技术一种车联网中移动边缘计算实施方法流程图。图2为本专利技术一种车联网中移动边缘计算实施方法结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。本专利技术针对车联网中部署移动边缘计算服务器提出了一种方法，包括移动边缘服务器实际部署位置及其具体架构和数据传输流程，以解决车联网中网络时延过高和网络负荷过大等问题。本专利技术通过把移动边缘计算服务器部署到汇聚机房，利用服务器上的流量分流网关针对不同类型的数据进行不同目的地址的转发，使得车联网信息在网络边缘处理，从而提升网络质量。图1为本专利技术车联网中移动边缘计算方法的流程图，参照图1，该方法包括以下步骤：步骤1，将移动边缘计算服务器部署于汇聚机房，使得移动边缘计算服务器能够同时服务多个基站。移动边缘计算服务器是指基于DPDK(数据平面开发套件)研发的包含流量分流网关(TOF)、GTP网关(GTP-GW)和应用平台(APPplatform)的服务器，其中TOF用于将车联网数据和非车联网数据分流，使车联网数据在移动边缘计算服务器上处理，GTP-GW完成GTP解包、封包工作，APPplatform用于运行具体应用实现不同功能。将移动边缘计算服务器部署于汇聚机房，一个移动边缘计算服务器可服务多个基站，从而降低实际部署成本，增加数据传输效率。汇聚机房用于在网络中负责将本地业务节点连接到骨干节点，可覆盖至少2k-5k平方米的范围。移动边缘计算服务器服务的基站数量可取决于该汇聚机房可覆盖范围内基站的数量。步骤2，车载终端与车内智能控制模块连接，车载终端与车内智能模块之间能够传输数据。车载终端用于发送车载数据和接收基站信息，例如可以是工业级4G路由器。车内智能模块是指与车辆智能驾驶相关的功能模块，如双目摄像头、激光雷达等设备。车载终端与车内智能模块之间可通过CAN总线协议传输数据。步骤3：在车载终端入网之前根据源IP地址对车联网数据和非车联网数据进行区分。车联网数据只会来自于若干个固定IP的车载终端，因此具有这些IP的终端被认为发送的数据是车联网数据，来自其他终端发送的数据被认为是非车联网数据，因此可通过识别车载终端的IP来确定数据是否为车联网数据。车联网数据是指与车辆行驶、路况、控制等相关信息的统称。非车联网数据是指除车联网数据以外的基站能接收的数据。步骤4，车载终端将数据包发送至基站，基站将数据进行GTP封包，然后发送至TOF。TOF设置在移动边缘计算服务器中，实现了现网中类似于服务网关(SGW)的功能，对数据包进行基础解包、匹配源IP后进行数据包转发。但是TOF作为在网络结构中加入的新的网络单元，需要设计该网络单元与其他网络单元之间进行通信的新的接口。作为一种可选方案，参照图2，可将S1-U细化扩展为S1-U-M(作为基站与TOF之间的通信接口)和S1-U-S(作为TOF与SGW之间的通信接口)，这样能够实现TOF针对不同数据包的转发功能。另外，将S1-MME扩展为S1-C(作为移动管理实体MME与基站之间的通信接口)与S1-C-M(作为MME与TOF之间的通信接口)从而实现MME与基站及移动边缘计算服务器的控制面信令交互。因为新增加的移动边缘计算服务器将车联网数据在本地处理，也就是直接通过移动边缘计算服务器进行处理，则这部分数据也就不再传送至核心网，如不设计新的计费接口，就会产生计费偏差。所以，如需对车辆网数据进行计费，可仿造LTE中Gx接口在TOF与PCRF之间设计一个新的接口，实现对发送至移动边缘计算服务器的数据进行计费。步骤5，移动边缘计算服务器中TOF对收到的数据包进行基础解包，解包后查看数据的源IP是否为传输车联网数据的车载终端IP，如果匹配成功，则将该数据识别为车联网数据，发送至GTP-GW，执行步骤7，否则转到步骤6。在该步骤，基础解包是指TOF会执行GTP拆包功能，直到能够解析出数据包的源IP地址本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车联网中移动边缘计算实施方法，该方法包括以下步骤：步骤1，车载终端经由基站将数据包发送到移动边缘计算服务器；步骤2，所述移动边缘计算服务器判断所述数据包是否为车联网数据，如果是非车联网数据则将所述数据包发送到核心网进行处理，如果是车联网数据则通过移动边缘计算服务器对所述数据包进行处理后通过基站发送至特定的车载终端。

【技术特征摘要】
1.一种车联网中移动边缘计算实施方法，该方法包括以下步骤：步骤1，车载终端经由基站将数据包发送到移动边缘计算服务器；步骤2，所述移动边缘计算服务器判断所述数据包是否为车联网数据，如果是非车联网数据则将所述数据包发送到核心网进行处理，如果是车联网数据则通过移动边缘计算服务器对所述数据包进行处理后通过基站发送至特定的车载终端。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动边缘计算服务器包括流量分流网关TOF、GTP网关GTP-GW以及移动边缘应用平台APPplatform，TOF用于将车联网数据和非车联网数据分流，使车联网数据在移动边缘计算服务器上处理，将非车联网数据发送到核心网进行处理，GTP-GW完成GTP解包、封包，APPplatform用于运行具体应用实现不同功能。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1进一步包括：车载终端将数据包发送至基站，基站进行GTP封包后发送至TOF；步骤2进一步包括：TOF将收到的数据包进行GTP基础解包，通过匹配源IP地址判断所述数据包是否为车联网数据，如果源IP匹配失败，则将数据包重新封GTP包后发送至核心网，如果匹配成功则发送至GTP-GW，GTP-GW对接收到的车联网数据进行GTP解包得到车联网数据，然后把数据转发至APPplatform，APPplatform将处理完的数据发送至GTP-GW，进行GTP封包后发送至TOF，TOF将收到的GTP数据包发送至基站，基站进行GTP解包后发送至对应的车载终端。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤2进一步包括：对于非车联网数据，核心网对数据处理之后再发送到TOF，TOF将收到的数据包发送至基站，基站进行GTP解包后发送至对应的车载终端，其中移动边缘计算服务器通过匹配终端工P识别接收到的数据是否为...

【专利技术属性】
技术研发人员：金滔，温向明，王鲁晗，路兆铭，郑伟，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11