Pós-Graduação em Ciência da Computação – UFPE
Defesa de Tese de Doutorado Nº 552

Aluno: Marcos Rocha de Moraes Falcão
Orientador: Prof. Kelvin Lopes Dias
Co-orientador: Prof. Andson Marreiros Balieiro
Título: RESOURCE ALLOCATION FOR URLLC IN NFV-MEC
Data: 14/03/2022
Hora/Local: 8h – Virtual – Interessados em assistir entrar em contato com o aluno
Banca Examinadora:

Prof. Paulo Roberto Freire Cunha (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Divanilson Rodrigo de Sousa Campelo (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Renato Mariz de Moraes (UFPE / Centro de Informática)
Prof. Edmundo Roberto Mauro Madeira (UNICAMP / Instituto de Computação)
Prof. Antonio Alfredo Ferreira Loureiro (UFMG / Departamento de Ciência da Computação)

RESUMO:

As redes móveis 5G foram projetadas para atender a três casos de uso 
principais: banda larga móvel aprimorada (eMBB), comunicação massiva do 
tipo máquina (mMTC) e comunicação de baixa latência ultra confiável 
(URLLC), sendo os requisitos conflitantes de latência e confiabilidade 
definidos pelo URLLC considerados um problema desafiador. Nesse contexto, a 
Computação de Borda Multiacesso (MEC) e a Virtualização de Funções de Rede 
(NFV) surgem como paradigmas complementares que devem suportar URLLC, 
oferecendo recursos distribuídos sob demanda e de maneira granular mais 
próximos do Equipamento do Usuário (UE), mitigando assim problemas de 
camada física. Por outro lado, a adoção do NFV-MEC inevitavelmente eleva os 
custos de implantação e operação, muitos dos quais estão relacionados ao 
consumo de energia. Neste trabalho, realizamos uma análise de desempenho 
para a camada de virtualização da arquitetura NFV-MEC da perspectiva de um 
Provedor de Serviços (SP), que inclui disponibilidade de nós e consumo de 
energia, além dos requisitos conflitantes de URLLC. Projetamos um modelo 
para representar um nó NFV-MEC baseado em Cadeias Contínuas de Markov 
(CTMC) que contém um esquema de dimensionamento de recursos virtuais para 
otimizar a alocação dinâmica de recursos (DRA), que visa permitir a análise 
de como as solicitações críticas são processadas pelos recursos de 
virtualização subjacentes de um nó NFV-MEC .Para tornar o modelo mais 
realista, incorporamos falhas de recursos, tempos de configuração/reparo e 
atrasos de sobrecarga de processamento em nossa formulação, pois esses 
aspectos podem afetar a utilização de recursos no contexto de futuras 
aplicações críticas. Além disso, o Veículo Aéreo Não Tripulado (UAV) 
habilitado para MEC é uma opção para implantação de infraestrutura URLLC 
sob o paradigma NFV-MEC, que pode fornecer Linha de Visada (LoS) entre o 
UAV e os nós de transmissão terrestres, o que é uma vantagem desta 
abordagem. No entanto, neste contexto, o compromisso entre os recursos 
computacionais e o desempenho do URLLC torna-se ainda mais desafiador,uma 
vez que, em geral, os veículos aéreos não tripulados são limitados devido 
ao seu tamanho, peso e potência, o que impõe um ônus às funções de rede 
(NFs) convencionais. Portanto, também formulamos um problema multiobjetivo 
relacionado ao dimensionamento de nós de UAV habilitado para NFV-MEC e 
projetamos uma abordagem baseada em Algoritmos Genéticos (GA) para 
resolvê-lo.

Palavras-chave: Computação de borda multiacesso. Virtualização de funções 
de rede. Alocação de recursos.

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