读书笔记：Resource Management for On-Demand Mission-Critical Internet of Things Applications（1）

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前言

本书旨在缩小动态机制设计理论与无线和物联网系统之间的差距。它还为物联网网络决策综合科学的发展铺平了道路。

任务关键型

一些物联网应用是高度延迟敏感的，例如实时系统中的人工智能（AI）、虚拟现实（VR）和增强现实（AR）、实时控制回路、流量分析等，这些应用被称为任务关键型（mission-critical）。其“关键性”不仅是因为传统的“生命风险”解释，而且与公共服务中断、扰乱公共秩序、危害企业运营和给企业造成损失等风险有关。

Some Topics

• 无线频谱资源的动态预留
• 结合空中网络的动态跨层连接
• 多层空间网络上的动态过程与可重构设计
• 时空不确定性下的序列资源分配

物联网互联基础设施中的资源管理

决策理论用于确定在未知变量和不确定决策环境下如何做出决策。在物联网生态系统中，有几种不同的途径需要使用决策理论思想来有效地设计和操作系统：

• 端点连接性：如果基础基础设施（如基站）可用，就必须决定向用户分配频谱。然而，在缺乏通信基础设施的情况下，需要作出其他安排，例如使用无人机部署空中基站。然后，决定取决于空中基站的适当配置/放置，以提供足够的覆盖和连通性。
• 通信/信息传播：一旦实现连接，网络就用于信息传播。重要的是设计网络参数，以确保高度可靠和网络范围内的关键信息传播。此外，在部署和配置网络时，需要考虑网络异构性和其他关键因素。
• 云/雾计算基础设施：下一个前沿是智能设备对云计算资源的使用。有效地分配和定价计算资源以提供高质量的为云/雾服务提供商带来高收入。
• 系统级/策略决策：在应用程序前端，需要为在空间和时间上随机出现的服务请求做出资源供应决策。

常用的性能指标如下：

• 效率：包括能耗、延迟、连通性等目标；
• 经济：包括定价、收入最大化、盈利能力等目标；
• 安全性和弹性：它与系统的保护、可重构性和自组织能力有关。

设计挑战

无线连接

无线连接是IoT生态系统的first-mile挑战之一。事实上，它是物联网的关键推动者，通常取决于可用的通信基础设施。如果传统的无线通信基础设施（如路由器的基站）可用，它可以用作物联网连接的载体。然而，在没有这种技术的情况下，可以使用非常规和地面技术来确保物理无线连接。

频谱稀缺性和基于预约的接入

远程环境中的连接

该书中强调的是基于多层空中基站建立的空中网络支援。

对抗环境中的物联网网络

作者开发了允许对无线物联网中的动态僵尸网络形成进行建模和分析的理论基础，这是一种避免这种棘手问题的最佳方法，同时仍能产生合理的解决方案。

资源和服务调配挑战

这部分主要是强调了云计算的资源分配和动态定价。