A novel Edge Computing framework for automotive data processing

Abstract

[EN]In recent decades, the mobile cellular communications market has seen much activity. Telecommunications operators are undergoing a digital transition to give users a real-time, on-demand experience. The fifth generation of mobile networks, or 5G, marks the start of the digitization of society’s interconnection. The telecommunications sector sees the next generation of mobile networks, as a critical growth factor for innovation and automation, resulting in increased commercial and economic competitiveness. 5G systems are planned to handle a wide range of application scenarios and use cases (for example, automotive, public services, smart cities, and medical care), each with its own needs. In this context, edge computing is considered one of the essential features in next-generation networks since it will allow for a flood of latency, throughput, and datasensitive edge-native applications. Edge application developers need edge infrastructure to host the application workload and network connectivity protocols to link application users to the nearest edge where the application workload is located. At the same time, in the vehicular sector, the growing amount of car-generated data is opening new possibilities for the automotive sector. The use of automotive data is strategic for industry players. New paradigms in car messaging and data gathering for establishing new opportunities are vital for expanding the ecosystem of connected and autonomous mobility services.In this context, this project aims to study the current state-of-the-art in edge computing, analyze the existing edge computing frameworks oriented to connected vehicle use case, and design a platform that will fit all the requirements of car-generated data management. The captured data will be processed on consumer demand in an edge server and delivered to the users through a cloud platform, being possible to filter the data between geographical positions.

[EU]Azken hamarkadetan, komunikazio zelularren merkatuak mugimendu handia bizi izan du. Telekomunikazio operadoreak trantsizio digital batean murgiltzen ari dira erabiltzaileei denbora errealean lan egiten dituzten esperientziak eskaini ahal izateko. Sare mugikorren bosgarren belaunaldiak, edo 5G-k, gizartearen interkonexioaren digitalizazioaren hasiera adierazten du. Telekomunikazioen sektoreak sare mugikorren hurrengo belaunaldia ikusten du berrikuntzaren eta automatizazioaren aldeko faktore kritiko gisa, lehiakortasun komertzial eta ekonomikoa handituko duelarik. Bosgarren belaunaldiko sistemak aplikazio eta erabilera kasu ugari (automobilgintza, zerbitzu publikoak, hiri adimentsuak eta osasun arreta zerbitzuak esaterako) kudeatzeko diseinatuak izan dira. Testuinguru honetan, muturreko konputazioa edo edge computing -a funtsezko ezaugarri bat da, izan ere latentzia gutxiko, errendimendu handiko edo denbora errealeko datuen inguruko aplikazioak ahalbidetzen dituelako. Edge computing aplikazioen garatzaileek edge azpiegiturak behar dituzte aplikazioen lan-kargak eta sare protokoloak ezartzeko, erabiltzaileak hurbilen dagoen edge-era konektatzeko, non bertan aplikazioa kokatuta egongo den. Aldi berean, automobilgintza sektorean, autoek sortzen dituzten datuak gero eta anitzagoak izateak, aukera berriak ireki dizkio automozioaren sektoreari. Kotxean sortutako informazioaren erabilera estrategikoa da industriako enpresentzat. Auto mezularitzan eta datuen bilketan paradigma berriak izatea ezinbestekoa da aukera berriak ezarri eta mugikortasun-zerbitzuen ekosistema zabaldu ahal izateko. Testuinguru honetan , proiektu honek Edge computing -eko artearen egoera aztertzea du helburu, ibilgailuei zuzendutako edge computing egitura edo framework-ak aztertuz, eta autoek sortutako datuak kudeatzeko sistema bat diseinatzea. Lortutako datuak kontsumitzaileen eskaripean tratatuko dira edge zerbitzari batean eta erabiltzaileei eskainiko zaizkie cloud plataforma baten bidez, datuak horiek kokapen geografikoaren arabera iragazi ahalko direlarik.

[ES]En las últimas décadas, el mercado de las comunicaciones móviles celulares ha experimentado una gran actividad. Los operadores de telecomunicaciones están llevando a cabo una transición digital para ofrecer a los usuarios una experiencia en tiempo real. La quinta generación de redes móviles, o 5G, marca el inicio de la digitalización de la interconexión de la sociedad. El sector de las telecomunicaciones considera que la próxima generación de redes móviles es un factor de crecimiento crítico para la innovación y la automatización, lo que se traduce en una mayor competitividad comercial y económica. Los sistemas 5G están planificados para manejar una amplia gama de escenarios de aplicación y casos de uso (por ejemplo, automoción, servicios públicos, ciudades inteligentes y atención médica), cada uno con sus propias necesidades. En este contexto, la computación de borde o edge computing se considera una de las características esenciales en las redes de próxima generación, ya que permitirá una avalancha de aplicaciones edge nativas aportando una latencia mínima y una gran afluencia de datos. Los desarrolladores de aplicaciones de borde necesitan una infraestructura edge para alojar la carga de trabajo de la aplicación y los protocolos de conectividad de red para enlazar a los usuarios de la aplicación con el edge más cercano donde se aloja la aplicación. Por otra parte, la creciente cantidad de datos generados por los automóviles está abriendo nuevas posibilidades para el sector de la automoción. El uso de los datos del automóvil es estratégico para los agentes del sector. Los nuevos paradigmas en la mensajería dirigida al automóvil y la recopilación de datos son vitales para establecer nuevas oportunidades y ampliar el ecosistema de servicios de movilidad conectados y autónomos. En este contexto, este proyecto tiene como objetivo estudiar el estado actual de la técnica en edge computing, analizar los marcos o frameworks existentes de edge computing orientados al caso de uso del vehículo conectado, y diseñar una plataforma que se ajuste a todos los requisitos de la gestión de datos generados por el automóvil. Los datos capturados serán procesados a demanda del consumidor en un servidor edge y entregados a los usuarios a través de una plataforma en la nube, siendo posible filtrar los datos entre posiciones geográficas.