Computación colaborativa de borde socialmente confiable en redes ultra densas

Las estaciones base de pequeñas celdas (SBS, por sus siglas en inglés) dotadas de capacidades de computación similares a las de la nube se consideran un habilitador clave de la computación en el borde (EC), que proporciona una latencia ultra baja y conciencia de ubicación para una variedad de aplicaciones móviles emergentes y el Internet de las Cosas. Sin embargo, debido a los recursos de computación limitados de una SBS individual, brindar servicios de computación de alta calidad a sus usuarios enfrenta desafíos significativos cuando se encuentra sobrecargada con una cantidad excesiva de carga de trabajo computacional. En este artículo, proponemos la computación colaborativa en el borde entre SBS formando coaliciones de SBS para compartir recursos de computación entre sí, lo que permite acomodar más carga de trabajo computacional en el sistema de borde y reducir la dependencia de la nube remota. Se desarrolla un nuevo algoritmo de formación de coaliciones de SBS basado en la teoría de juegos de coalición para hacer frente a varios nuevos desafíos en sistemas de borde basados en celdas pequeñas, incluyendo la provisión conjunta de acceso radioeléctrico y servicios de computación, incentivos de cooperación y posibles riesgos de seguridad. Para abordar estos desafíos, el método propuesto (1) permite la colaboración tanto en la etapa de asociación usuario-SBS como en la etapa de descarga entre pares de SBS al explotar el despliegue ultra denso de SBS, (2) desarrolla un mecanismo de incentivos basado en pagos que implementa una división de utilidad proporcionalmente justa para formar coaliciones de SBS estables, y (3) construye una red de confianza social para gestionar riesgos de seguridad entre SBS debido a la colaboración. Se llevan a cabo simulaciones sistemáticas en escenarios prácticos para evaluar la eficacia y el rendimiento del método propuesto, que muestra que se puede lograr una mejora tremenda en el rendimiento de la computación en el borde.