JP6959685B2

JP6959685B2 - ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャ

Info

Publication number: JP6959685B2
Application number: JP2020537011A
Authority: JP
Inventors: 洪波朱; 永安郭; 艶蔡; 龍祥楊
Original assignee: Nanjing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Nanjing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2018-03-21
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: WO2019179471A1; CN108600310A; JP2021512525A

Description

本発明は、主として第五世代移動通信システム（５Ｇ）に適用されるＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャに係り、ＩｏＴ及びクラウドコンピューティング分野に係る。

第５世代無線通信システム（５Ｇ）は、第４世代無線通信システム（４Ｇ）に比べてシステム容量が１０００倍以上に増加し、且つエネルギー伝送効率が１０倍以上に増加する。これらの目的を達成するために、クラウドコンピューティングアーキテクチャは、分散基地局において大量のデータを集中的に処理しなければならず、このアーキテクチャは、相互接続するフロントエンドで高いブロードバンドと短い待ち時間の２つの必須条件を満たすことを必要とする。しかしながら、既存のフロントエンド伝送は、しばしば、容量及び時間遅延に制約され、スペクトル効率及びエネルギー効率における表現は、規格上の要件に遠く及ばない。位置に基づく社会的アプリケーションが益々流行るにつれ、フロントエンドトラフィックデータは、急増し、冗長な情報を大量に生成する。一方、ピーク容量の要求を満たすためには、運用者は多数の基地局を設置する必要があるが、トラフィック量が多くない場合には、大きな無駄が生じる。

従来技術の課題を解決するために、本発明の目的は、エッジデバイスの処理能力及び記憶能力を十分に活用して、フロントエンド及び分散基地局の負荷を軽減する、フォグコンピューティングアーキテクチャの概念を導入することである。

フォグコンピューティングは、従来のクラウドコンピューティングモードをネットワークエッジに拡張し、ネットワークにおいて、集中型クラウドストレージ及びチャネルの構築よりも、伝送の要求を達成するために、記憶、通信、制御、構成、測定及び管理を行う多数の装置を提供することを容易にする。フォグコンピューティングに基づく協調無線信号処理は、クラウドコンピューティングセンターサーバ内で実行されるだけでなく、分散基地局及びスマートデバイスにおいてホストされることもある。このリアルタイムの協調無線信号処理及び柔軟な協調無線リソース管理により、フォグコンピューティングアーキテクチャは、無線環境下で迅速且つスケーラブルなフロントエンドロードを扱う系に適応できる。更に、フォグコンピューティングは、デバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）、ワイヤレス中継、分散協調及び大規模集中協力の間の適応技術によって、ユーザ中心の目標を達成することができる。

ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャであって、
グローバル集中通信及びストレージクラウド、集中制御クラウド、分散ロジック通信クラウド、並びに、分散ロジックストレージクラウドと、ＩｏＴアプリケーション層と、からなる「４種類のクラウド＋アプリケーション層」型レイアウトと、
Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード、及び、ＨＰＮモードの４種類の伝送モードと、を含み、
前記分散ロジック通信クラウドは、複数の分散基地局からなり、複数の分散基地局間で連携して処理することにより、前段のリンクの過負荷を解放し、キューイングと伝送待ち時間を軽減する効果を達成し、
分散ロジックストレージクラウドは、フォグコンピューティングアーキテクチャにアクセスする制御対象であるユーザ機器からなり、集中制御クラウドは、ＩｏＴ監視ノードに位置し、グローバル集中通信及びストレージクラウドは、クラウドコンピューティングセンターサーバーによって構成され、
分散ロジック通信クラウドは、先行無線周波数だけでなく、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能も統合し、分散ロジックストレージクラウドは、エッジデバイスにおけるローカル記憶及びキャッシュを担い、集中制御クラウドは、制御プラットフォームとして機能し、下位クラウドへの制御シグナリングの提供を担い、
グローバル集中通信及びストレージクラウドは、従来のクラウドコンピューティングにおけるクラウドコンピューティングセンターサーバと同様であり、ユーザ機器及び分散基地局とのデータの伝送及びやり取りを担い、集中記憶及び集中通信機能を担い、
最終的にクラウドコンピューティングセンターサーバーは、要求に応じて、受け取ったデータを選択的にＩｏＴアプリケーション層のユーザに提供し、
更に端末層、ネットワークアクセス層、クラウドコンピューティング層及びフォグコンピューティング層を含み、
フォグコンピューティング層は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントと、端末層及びネットワークアクセス層におけるスマートデバイスと、によって策定され、
端末層では、機器は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントの支援を必要とせずに、Ｄ２Ｄモードにおいて隣接機器と直接通信するが、２つの潜在的にペアリングされる機器の通信距離がＤ２Ｄ距離閾値を超える場合、第３者機器に基づく中継モードが作動されて、該２つの機器に通信を提供し、
ネットワークアクセス層では、ＩｏＴ監視ノードと、フォグコンピューティングアクセスポイントと、の２種類のエッジ通信エンティティが存在し、ＩｏＴ監視ノードは、全体的な制御シグナリングを伝達し、高速移動機器に基本ビットレートでシームレスなカバレッジを提供し、クラウドコンピューティング層は、ソフトウェアで定義され、集中型計算及びキャッシュの属性を有し、
信号処理ユニットの全てが、フォグコンピューティング全体のシグナリング、トラフィックデータ及びチャネル状態情報を共有するために、大型物理ベースバンドユニットプールで一緒に動作し、
制御対象であるユーザ機器は、フォグコンピューティング無限ループに適応的にアクセスし、ユーザ機器の移動速度、通信距離、位置、サービス品質要件、処理能力及びキャッシュ能力に応じて、Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード及びＨＰＮモードの４つの伝送モードを選択する。

Ｄ２Ｄ中継モードでは、２つのユーザ機器は、Ｄ２Ｄ又はスマートデバイスに基づく無線中継技術により互いに通信し、
ローカル分散協調モードは、制御対象であるユーザ機器が隣接する分散基地局にアクセスし、ここで通信が終了し、伝送結果のみをフィードバックしてアップロードするモードを意味し、
グローバルクラウド伝送モードは、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能のすべてが分散基地局において集中的に実現され、高い移動速度を有するか、又は、分散ロジック通信クラウドのカバレッジホール内の制御対象であるユーザ機器が、ＨＰＮモードによって表されるＩｏＴ監視ノードにアクセスしなければならないモードを意味する。

本発明は、第５世代無線通信システム（５Ｇ）の要求に応えるべく、ローカル無線信号処理を最大限に活用し、無線リソース管理とエッジデバイスの分散記憶容量を統合してフロントエンドの重負荷を軽減し、システム容量と処理速度を向上させることを中心とした、ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャを考案したものである。モバイルアプリケーションの観点から、伝送がローカルで行われるか、又は、同じコンテンツが隣接する分散基地局に記憶される場合、ユーザ機器は、ダウンロードのためにクラウドコンピューティングセンターサーバーのベースバンドユニットに接続する必要はない。同時に、フォグコンピューティングは、従来のクラウドコンピューティングモードをネットワークエッジまで拡張させ、協調無線信号処理は、クラウドコンピューティングセンターサーバーで実行されるだけでなく、分散基地局及びスマートデバイスでホストされる。更に、フォグコンピューティングは、デバイス・ツー・デバイス（Ｄ２Ｄ）、ワイヤレス中継、分散協調及び大規模集中協力の間の適応技術によって、ユーザ中心の目標を達成することができ、最終的にモバイル伝送の発展のニーズに適応することができる。

本発明のＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャのシステムアーキテクチャ図である。本発明のＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャのモード選択擬似コードである。

以下、本発明を図面及び具体的な実施例に基づいて更に詳細に説明する。

本実施の形態のＦ−ＲＡＮは、クラウドコンピューティング、ヘテロジーニアスネットワーク及びフォグコンピューティングの融合を十分に利用する。グローバル集中通信及びストレージクラウド、集中制御クラウド、分散ロジック通信クラウド及び分散ロジックストレージクラウドの４種類のクラウドが定義されている。分散ロジック通信クラウドは、先行無線周波数だけでなく、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能も統合する。分散ロジックストレージクラウドは、エッジデバイスにおけるローカル記憶及びキャッシュを担う。集中制御クラウドは、制御プラットフォームとして機能し、制御シグナリングを下位のクラウドに提供する役割を果たす。グローバル集中通信及びストレージクラウドは、従来のクラウドコンピューティングにおけるクラウドコンピューティングセンター・サーバと同様であり、ユーザ機器及び分散基地局とのデータの伝送及びやり取りを担い、集中記憶及び集中通信機能を担う。

図１に示されるように、フォグコンピューティングアーキテクチャを実現するためのシステムモデルが提案される。それは、端末層、ネットワークアクセス層、クラウドコンピューティング層及びフォグコンピューティング層を含む。

フォグコンピューティング層は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントと、端末層及びネットワークアクセス層のスマートデバイスと、によって策定される。

端末層において、隣接する制御対象のユーザ機器は、Ｄ２Ｄモード又は分散基地局に基づく中継モードにより互いに通信することができる。例えば、機器３と機器１は、モバイル中継として考えられる機器２を介して互いに通信する。機器１と機器２との間で直接送信されるべきいくつかのデータが存在する場合、Ｄ２Ｄモードが使用される。

ネットワークアクセス層は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントと、ＩｏＴ監視ノードとからなる。すべての通信機器は、システム情報に関連するすべてのシグナリングを取得するために、ＩｏＴ監視ノードにアクセスし、これらのシグナリングにより、制御プラットフォームの機能を実現する。更に、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントは、受信データを転送及び処理するために使用される。フォグコンピューティングアクセスポイントは、クラウドコンピューティング層のクラウドコンピューティングセンターサーバのベースバンドユニットと、フロントエンドリンクを介してインターフェースで接続し、フォグコンピューティングアクセスポイントは、クラウドコンピューティングセンターサーバのベースバンドユニットに、バックホールリンクを介してアクセスし、フロントエンドリンク上の信号をクラウドコンピューティングサーバに送信して大規模に処理される。分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントやスマートデバイスに、協調無線信号処理や協調無線リソース管理機能が多く移行されるため、フロントエンドやクラウドコンピューティングセンターサーバのベースバンドユニットの負荷が軽減される。更に、ＩｏＴ監視ノード及びスマートデバイス内の限られたキャッシュについては、クラウドコンピューティングセンターサーバで集中的にキャッシュするのではなく、エッジデバイス内にいくつかのパケットサービスを割り当てることができる。

エッジデバイスにフォグコンピューティングを導入するために、従来のＲＲＨは、一定のキャッシュ、ＣＲＳＰ及びＣＲＲＭの能力を更に備えることによって、フォグコンピューティングに基づくアクセスポイントとして進化している。分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントは、主に、アクセスのための機器のローカル協調無線信号処理及び協調無線リソース管理を行い、Ｄ２Ｄ伝送モードで動作する機器のための干渉抑制及びスペクトル共有を提供し、受信された情報を圧縮してフロントエンドを介してクラウドコンピューティングセンターサーバのベースバンドユニットに伝送するために使用される。フォグコンピューティングアクセスポイントは、先行無線周波数だけでなく、ローカル分散協調無線信号処理及び単純協調無線リソース管理機能も統合する。複数の隣接するフォグコンピューティングアクセスポイント間で連携して処理することで、フロントエンドリンクの過負荷を解放しつつ、キューイングや伝送待ち時間を軽減することができる。すべての協調無線信号処理及び協調無線リソース管理機能がクラウドコンピューティングセンターサーバーのベースバンドユニットに移動されると、フォグコンピューティングアクセスポイントは、従来の分散基地局に退化する。

トラフィック負荷が低いとき、いくつかのアイドル分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントは、スリープモードに移行する。特定のエリア内のトラフィック負荷が膨大になると、高容量のトランスポート通信トラフィックを搬送するために、フォグコンピューティングアクセスポイント及びＩｏＴ監視ノードがアクティブになり、更に、Ｄ２Ｄ又は中継モードが、巨大な容量要件を満たすように作動される。

これら３者は、互いに協働してフォグコンピューティング層を構成する。以下、ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャの階層アーキテクチャの残りの部分を説明する。

端末層において、機器は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントの助けを借りることなく、Ｄ２Ｄモードで隣接機器と直接通信することができ、ここで、ＩｏＴ監視ノードは、Ｄ２Ｄペアリングされた機器に全体的な制御シグナリングを配信するために使用される。Ｄ２Ｄモードは、特に、フォグコンピューティングアクセスポイントに接続される機器が同じ無線リソースを繰り返し使用することによって、データを高速で伝送する要求を満たすことを容易にし、また、全体のスループットを向上させることができる。しかしながら、Ｄ２Ｄモードは、通信距離及びフォグコンピューティングアクセスポイントの能力によって大きく制限され、Ｄ２Ｄモードをサポートしない従来機器ではサービスを提供することができない。２つの潜在的にペアリングされる機器の通信距離がＤ２Ｄ距離閾値を超える場合、通信を両方の機器に提供するために、第３者機器に基づく中継モードが作動される。

ネットワークアクセス層において、ＩｏＴ監視ノードと、フォグコンピューティングアクセスポイントと、の２種類のエッジ通信エンティティが存在する。ＩｏＴ監視ノードは、主に、全体的な制御シグナリングを伝達し、高速で移動する機器に基本的なビットレートでシームレスなカバレッジを提供するために使用される。大規模で多入力多出力（ＭＩＭＯ）を有するＩｏＴ監視ノードは、フォグコンピューティングアーキテクチャと既存のワイヤレスシステムとの後方互換性を保証する鍵である。フォグコンピューティングアーキテクチャの全体的な制御チャネルのオーバーヘッド及びセル固有の基準信号は、ＩｏＴ監視ノードによって送達され、これにより、フォグコンピューティングは、不要なハンドオーバを低減し、同期制約を軽減する。フォグコンピューティングアクセスポイントが、協調無線信号処理と協調無線リソース管理機能を終了する場合、セル基地局の機能と同様に、レイヤ内干渉とレイヤ間干渉を抑制するために、ＣｏＭＰと同様の分散型干渉協調を採用する。

クラウドコンピューティング層は、集中計算及びキャッシュの属性によって特徴付けられるソフトウェアで定義されている。全ての信号処理ユニットは、フォグコンピューティング全体のシグナリング、トラフィックデータ及びチャネル状態情報を共有するために、大規模な物理ベースバンドユニットプールで一緒に動作する。ネットワーク負荷が増大すると、運用者は、増加した容量に対応するためにベースバンドユニットプールをアップグレードするだけでよい。

図２に示すように、本方式は、この４つのモードを充分に利用する適応モード選択を提案する。

前記のＩｏＴにおける非コンピューティングアーキテクチャの制御対象のユーザ機器は、フォグコンピューティング無限ネットワークに適応的にアクセスし、ユーザ機器の移動速度、通信距離、位置、サービス品質要件、処理能力及びキャッシュ能力に応じて、Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード及びＨＰＮモードの４つの伝送モードのいずれかを選択する。

Ｄ２Ｄと中継モードにおいて、２つの機器は、Ｄ２Ｄ又は第３者機器に基づく無線中継技術により互いに通信する。ローカル分散協調モードは、機器が隣接する分散基地局にアクセスし、ここで通信が終了することを意味する。グローバルクラウド伝送モードは、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能のすべてが分散基地局において集中的に実現され、高い移動速度を有するか、又は、分散ロジック通信クラウドのカバレッジホール内の制御対象であるユーザ機器が、ＨＰＮモードによって表されるＩｏＴ監視ノードにアクセスしなければならないことを意味する。

すべての機器が、伝達された制御シグナリングを周期的に監視することに加えて、最適な伝送モードが、ＩｏＴ監視ノードの管理下で、アクセスされる機器によって選択される。各機器の最適な伝送モードを決定するために、まず、機器の移動速度及び残りの異なる機器との距離が、ＩｏＴ監視ノードからのパイロットチャネルに基づいて推定される。機器が高速移動状態であったり、リアルタイム音声通信サービスの提供を必要とする場合には、ＨＰＮモードが優先的に作動される。互いに通信している２つの機器がより遅い相対移動速度を有し、それらの距離が閾値Ｄ１より大きくない場合、Ｄ２Ｄモードが作動される。そうでない場合、それらの距離がＤ１より大きく、Ｄ２より小さい場合、及び、２つの機器のための第３の機器に基づく中継通信として隣接する機器が１つ存在する場合、第３の機器に基づく中継モードが作動され、それによって、他のモードよりも良好な性能が達成される。更に、ローカル分散協調モードは、２つの所望のＦ−ＵＥがゆっくりと移動し、それらの距離がＤ２より大きくＤ３より小さいか、又はそれらの距離がＤ２以下であるが、少なくとも１つの授受がＤ２Ｄ及び中継モードをサポートしない場合に採用される。ローカル分散協調モードが、所望の性能を提供できない場合、又は、２つの所望のＦ−ＵＥ間の距離がＤ３より大きい場合、又は、伝送されたコンテンツがクラウドサーバからのものである場合、グローバルクラウド伝送モードが作動される。

（付記）
（付記１）
ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャであって、
グローバル集中通信及びストレージクラウド、集中制御クラウド、分散ロジック通信クラウド、並びに、分散ロジックストレージクラウドと、ＩｏＴアプリケーション層と、からなる「４種類のクラウド＋アプリケーション層」型レイアウトと、
Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード、及び、ＨＰＮモードの４種類の伝送モードと、を含み、
前記分散ロジック通信クラウドは、複数の分散基地局からなり、複数の分散基地局間で連携して処理することにより、前段のリンクの過負荷を解放し、キューイングと伝送待ち時間を軽減する効果を達成し、
分散ロジックストレージクラウドは、フォグコンピューティングアーキテクチャにアクセスする制御対象であるユーザ機器からなり、集中制御クラウドは、ＩｏＴ監視ノードに位置し、グローバル集中通信及びストレージクラウドは、クラウドコンピューティングセンターサーバーによって構成され、
分散ロジック通信クラウドは、先行無線周波数だけでなく、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能も統合し、分散ロジックストレージクラウドは、エッジデバイスにおけるローカル記憶及びキャッシュを担い、集中制御クラウドは、制御プラットフォームとして機能し、下位クラウドへの制御シグナリングの提供を担い、
グローバル集中通信及びストレージクラウドは、従来のクラウドコンピューティングにおけるクラウドコンピューティングセンターサーバと同様であり、ユーザ機器及び分散基地局とのデータの伝送及びやり取りを担い、集中記憶及び集中通信機能を担い、
最終的にクラウドコンピューティングセンターサーバーは、要求に応じて、受け取ったデータを選択的にＩｏＴアプリケーション層のユーザに提供し、
更に端末層、ネットワークアクセス層、クラウドコンピューティング層及びフォグコンピューティング層を含み、
フォグコンピューティング層は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントと、端末層及びネットワークアクセス層におけるスマートデバイスと、によって策定され、
端末層では、機器は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントの支援を必要とせずに、Ｄ２Ｄモードにおいて隣接機器と直接通信するが、２つの潜在的にペアリングされる機器の通信距離がＤ２Ｄ距離閾値を超える場合、第３者機器に基づく中継モードが作動されて、該２つの機器に通信を提供し、
ネットワークアクセス層では、ＩｏＴ監視ノードと、フォグコンピューティングアクセスポイントと、の２種類のエッジ通信エンティティが存在し、ＩｏＴ監視ノードは、全体的な制御シグナリングを伝達し、高速移動機器に基本ビットレートでシームレスなカバレッジを提供し、クラウドコンピューティング層は、ソフトウェアで定義され、集中型計算及びキャッシュの属性を有し、
信号処理ユニットの全てが、フォグコンピューティング全体のシグナリング、トラフィックデータ及びチャネル状態情報を共有するために、大型物理ベースバンドユニットプールで一緒に動作し、
制御対象であるユーザ機器は、フォグコンピューティング無限ループに適応的にアクセスし、ユーザ機器の移動速度、通信距離、位置、サービス品質要件、処理能力及びキャッシュ能力に応じて、Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード及びＨＰＮモードの４つの伝送モードを選択することを特徴とするＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャ。

（付記２）
Ｄ２Ｄ中継モードでは、２つのユーザ機器は、Ｄ２Ｄ又はスマートデバイスに基づく無線中継技術により互いに通信し、
ローカル分散協調モードは、制御対象であるユーザ機器が隣接する分散基地局にアクセスし、ここで通信が終了し、伝送結果のみをフィードバックしてアップロードするモードを意味し、
グローバルクラウド伝送モードは、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能のすべてが分散基地局において集中的に実現され、高い移動速度を有するか、又は、分散ロジック通信クラウドのカバレッジホール内の制御対象であるユーザ機器が、ＨＰＮモードによって表されるＩｏＴ監視ノードにアクセスしなければならないモードを意味することを特徴とする付記１に記載のＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャ。

Claims

ＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャであって、
グローバル集中通信及びストレージクラウド、集中制御クラウド、分散ロジック通信クラウド、並びに、分散ロジックストレージクラウドと、ＩｏＴアプリケーション層と、からなる「４種類のクラウド＋アプリケーション層」型レイアウトと、
Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード、及び、ＨＰＮモードの４種類の伝送モードと、を含み、
前記分散ロジック通信クラウドは、複数の分散基地局からなり、複数の分散基地局間で連携して処理することにより、前段のリンクの過負荷を解放し、キューイングと伝送待ち時間を軽減する効果を達成し、
分散ロジックストレージクラウドは、フォグコンピューティングアーキテクチャにアクセスする制御対象であるユーザ機器からなり、集中制御クラウドは、ＩｏＴ監視ノードに位置し、グローバル集中通信及びストレージクラウドは、クラウドコンピューティングセンターサーバーによって構成され、
分散ロジック通信クラウドは、先行無線周波数だけでなく、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能も統合し、分散ロジックストレージクラウドは、エッジデバイスにおけるローカル記憶及びキャッシュを担い、集中制御クラウドは、制御プラットフォームとして機能し、下位クラウドへの制御シグナリングの提供を担い、
グローバル集中通信及びストレージクラウドは、従来のクラウドコンピューティングにおけるクラウドコンピューティングセンターサーバと同様であり、ユーザ機器及び分散基地局とのデータの伝送及びやり取りを担い、集中記憶及び集中通信機能を担い、
最終的にクラウドコンピューティングセンターサーバーは、要求に応じて、受け取ったデータを選択的にＩｏＴアプリケーション層のユーザに提供し、
更に端末層、ネットワークアクセス層、クラウドコンピューティング層及びフォグコンピューティング層を含み、
フォグコンピューティング層は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントと、端末層及びネットワークアクセス層におけるスマートデバイスと、によって策定され、
端末層では、機器は、分散基地局から進化したフォグコンピューティングアクセスポイントの支援を必要とせずに、Ｄ２Ｄモードにおいて隣接機器と直接通信するが、２つの潜在的にペアリングされる機器の通信距離がＤ２Ｄ距離閾値を超える場合、第３者機器に基づく中継モードが作動されて、該２つの機器に通信を提供し、
ネットワークアクセス層では、ＩｏＴ監視ノードと、フォグコンピューティングアクセスポイントと、の２種類のエッジ通信エンティティが存在し、ＩｏＴ監視ノードは、全体的な制御シグナリングを伝達し、高速移動機器に基本ビットレートでシームレスなカバレッジを提供し、クラウドコンピューティング層は、ソフトウェアで定義され、集中型計算及びキャッシュの属性を有し、
信号処理ユニットの全てが、フォグコンピューティング全体のシグナリング、トラフィックデータ及びチャネル状態情報を共有するために、大型物理ベースバンドユニットプールで一緒に動作し、
制御対象であるユーザ機器は、フォグコンピューティング無限ループに適応的にアクセスし、ユーザ機器の移動速度、通信距離、位置、サービス品質要件、処理能力及びキャッシュ能力に応じて、Ｄ２Ｄ中継モード、ローカル分散協調モード、グローバルクラウド伝送モード及びＨＰＮモードの４つの伝送モードを選択することを特徴とするＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャ。
Ｄ２Ｄ中継モードでは、２つのユーザ機器は、Ｄ２Ｄ又はスマートデバイスに基づく無線中継技術により互いに通信し、
ローカル分散協調モードは、制御対象であるユーザ機器が隣接する分散基地局にアクセスし、ここで通信が終了し、伝送結果のみをフィードバックしてアップロードするモードを意味し、
グローバルクラウド伝送モードは、ローカル分散協調無線信号処理及び協調無線リソース管理技術機能のすべてが分散基地局において集中的に実現され、高い移動速度を有するか、又は、分散ロジック通信クラウドのカバレッジホール内の制御対象であるユーザ機器が、ＨＰＮモードによって表されるＩｏＴ監視ノードにアクセスしなければならないモードを意味することを特徴とする請求項１に記載のＩｏＴにおけるフォグコンピューティングアーキテクチャ。