차량 엣지 컴퓨팅 환경에서 게임이론을 이용한 태스크 오프로딩 분배 기법
Task offloading distribution technique using game theory in a vehicle edge computing environment
- 주제어 (키워드) 태스크 오프로딩 , 게임이론 , 차량엣지컴퓨팅
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 김승욱
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 컴퓨터공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000077073
- UCI I804:11029-000000077073
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록
최근 인공지능 기술 발전으로 인해 자동차 산업에서의 이를 활용한 차량의 모든 측면을 다루고 있다. 차량은 더 이상 운송 수단으로만 보이지 않고, 이동성과 연결성을 통해 운전자와 승객에게 다양한 서비스를 제공하는 중심 역할을 수행한다. 그러나 이러한 서비스 제공을 위해서는 컴퓨팅 자원이 필요하며, 이로 차량의 한정된 자원을 해결하기위해 클라우드 컴퓨팅의 중요성이 부각 되고 있다. 그러나 클라우드 컴퓨팅은 처리 속도와 네트워크 지연 문제로 인해 서비스 품질(Quality of Service: QoS)을 보장하기 어렵다는 한계가 있다. 따라서 차량 엣지 컴퓨팅 기술(Vehicle Edge Computing: VEC)과 주차된 차량 엣지 컴퓨팅(Parked Vehicle Edge Computing: PVEC) 아이디어가 제안되었다. 주차된 차량 엣지 컴퓨팅은 주차된 차량의 자원을 활용하여 엣지 서버에서 작업을 처리하는 기술로, 주차된 차량의 대기 시간에 무사용 중인 컴퓨팅 자원을 활용하여 서비스를 개선하고 수익을 창출할 수 있다. 본 논문에서는 연합 형성 게임, VCG 메커니즘, 샤플리 밸류와 같은 게임 이론 개념을 활용하여 주차된 차량 간의 협력을 촉진하고 태스크를 효율적으로 분배할 수 있는 기법을 제시한다. PVEC 플랫폼에서 주차된 차량의 자원을 효과적으로 활용하는 방법을 제안하고 이를 성능 평가와 비교를 통해 입증하였다. 이를 통해 주차된 차량의 온보드 자원을 활용하여 서비스 품질을 향상시킬 수 있는 새로운 접근법을 제시한다.
more초록
Recent advancements in artificial intelligence technology have led to its extensive integration in various aspects of the automotive industry. Vehicles are no longer perceived solely as means of transportation; they now play a central role in providing a multitude of services to drivers and passengers through enhanced mobility and connectivity. However, to deliver such services, substantial computing resources are required, highlighting the growing importance of cloud computing. Nevertheless, cloud computing faces challenges in ensuring Quality of Service (QoS) due to processing speed and network latency issues. In response to these challenges, the significance of Vehicle Edge Computing (VEC) and the concept of Parked Vehicle Edge Computing (PVEC) have been proposed. Parked Vehicle Edge Computing leverages the resources of parked vehicles to process tasks at the edge server. This technology harnesses the idle computing resources of parked vehicles during their downtime, thereby improving services and generating revenue. This paper introduces techniques that utilize game theory concepts such as coalition formation games, VCG mechanisms, and Shapley value to promote collaboration among parked vehicles and efficiently distribute tasks. The proposed methods effectively utilize the resources of parked vehicles in the PVEC platform, enhancing service quality and demonstrating their performance through evaluation and comparison. This suggests a novel approach to leveraging the onboard resources of parked vehicles to enhance service quality.
more목차
제 1장 서론 1
1.1 본 논문의 기여도 5
제 2장 관련연구 7
2.1 V2X (Vehicle to everything) 7
2.2 차량 엣지 컴퓨팅(VEC) 10
2.3 PVEC 플랫폼 12
제 3장 게임이론 15
3.1 VCG 메커니즘 디자인(Vickery-Clarke-Groves Mechanism Design) 17
3.2 연합 형성 게임(Coalition Formation Game) 20
3.3 샤플리 밸류(Shapley Value) 22
제 4장 제안 기법 24
4.1 시스템 모델 24
4.2 게임이론을 이용한 태스크오프로딩 26
4.2.1 1단계 VCG 인센티브 메커니즘 26
4.2.2 2단계 연합 형성 게임 29
4.2.3 3단계 파산게임, 샤플리 밸류 31
제 5장 성능 평가 38
5.1 환경 구성 38
5.2 성능 분석 39
제 6장 결론 45
참고 문헌 46
