Published January 1, 2023
| Version v1
Publication
Open
Location-Dependent Augmented Reality Services in Wireless Edge-Enabled Metaverse Systems
- 1. Peking University
- 2. Auburn University
- 3. Nanyang Technological University
- 4. University of Houston
- 5. Kyung Hee University
Description
Metaverse is envisioned as the next-generation paradigm that links a virtual world to the physical world, providing immersive experience for human activities in the hypothetical environment with augmented reality (AR) and virtual reality (VR) technology.Recent development of wireless multiaccess edge computing (MEC) has accelerated the realization of this vision.In this paper, we consider location-dependent AR services in MEC-enabled Metaverse systems.In such a system, each user performs simultaneous localization and communication first to estimate its position and request AR contents from the MEC server.Due to limited computation and communication resources, the MEC server adaptively adjusts the resolution of AR contents.However, two challenges arise in such a system.First, the localization error will degrade the user's quality-of-experience (QoE); and second, the coupling of communication and computation complicates the resource management.To address these issues, we first model the QoE taking the localization errors into consideration, and then propose a minimum QoE maximization scheme to achieve fairness among users by jointly optimizing the waveform at users, the transmit power at the base station (BS), and the resolution of transmitted videos.Simulation results verify the effectiveness of the proposed scheme in comparison with benchmark schemes.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يُنظر إلى ميتافيرس على أنه نموذج الجيل التالي الذي يربط العالم الافتراضي بالعالم المادي، مما يوفر تجربة غامرة للأنشطة البشرية في البيئة الافتراضية باستخدام تقنية الواقع المعزز والواقع الافتراضي. وقد أدى التطوير الحديث للحوسبة اللاسلكية متعددة الوصول (MEC) إلى تسريع تحقيق هذه الرؤية. في هذه الورقة، نعتبر خدمات الواقع المعزز المعتمدة على الموقع في أنظمة ميتافيرس التي تدعمها MEC. في مثل هذا النظام، يقوم كل مستخدم بالتوطين والتواصل المتزامن أولاً لتقدير موقعه وطلب محتويات الواقع المعزز من خادم MEC. بسبب الحساب المحدود وموارد الاتصال، يقوم خادم MEC بتعديل دقة محتويات الواقع المعزز بشكل تكيفي. ومع ذلك، ينشأ تحديان في مثل هذا النظام. أولاً، سيؤدي خطأ التوطين إلى تدهور جودة تجربة المستخدم (QoE) ؛ وثانياً، يؤدي اقتران الاتصال والحساب إلى تعقيد إدارة الموارد. لمعالجة هذه المشكلات، نقوم أولاً بتصميم QoE مع مراعاة أخطاء التوطين، ثم نقترح الحد الأدنى من مخطط تعظيم الجودة لتحقيق العدالة بين المستخدمين من خلال التحسين المشترك لشكل الموجة لدى المستخدمين، وقوة الإرسال في المحطة الأساسية (BS)، و حل مقاطع الفيديو المرسلة. تتحقق نتائج المحاكاة من فعالية المخطط المقترح مقارنة بالمخططات المعيارية.Translated Description (French)
Le métavers est envisagé comme le paradigme de la prochaine génération qui relie un monde virtuel au monde physique, offrant une expérience immersive pour les activités humaines dans l'environnement hypothétique avec la technologie de réalité augmentée (RA) et de réalité virtuelle (RV). Le développement récent de l'informatique de pointe multiaccès sans fil (mec) a accéléré la réalisation de cette vision. Dans cet article, nous considérons les services de RA dépendant de la localisation dans les systèmes Metaverse compatibles mec. Dans un tel système, chaque utilisateur effectue d'abord une localisation et une communication simultanées pour estimer sa position et demander des contenus de RA au serveur mec. En raison d'un calcul limité et des ressources de communication, le serveur mec ajuste de manière adaptative la résolution des contenus RA. Cependant, deux défis se posent dans un tel système. Premièrement, l'erreur de localisation dégradera la qualité d'expérience (QoE) de l'utilisateur ; et deuxièmement, le couplage de la communication et du calcul complique la gestion des ressources. Pour résoudre ces problèmes, nous modélisons d'abord la QoE en tenant compte des erreurs de localisation, puis nous proposons un schéma de maximisation minimum de la QoE pour atteindre l'équité entre les utilisateurs en optimisant conjointement la forme d'onde chez les utilisateurs, la puissance de transmission à la station de base (BS), et la résolution des vidéos transmises. Les résultats de la simulation vérifient l'efficacité du schéma proposé par rapport aux schémas de référence.Translated Description (Spanish)
Metaverse se concibe como el paradigma de próxima generación que vincula un mundo virtual con el mundo físico, proporcionando una experiencia inmersiva para las actividades humanas en el entorno hipotético con tecnología de realidad aumentada (AR) y realidad virtual (VR). El desarrollo reciente de la computación de borde de acceso múltiple inalámbrico (mec) ha acelerado la realización de esta visión. En este documento, consideramos los servicios de AR dependientes de la ubicación en los sistemas Metaverse habilitados para MEC. En dicho sistema, cada usuario realiza primero la localización y comunicación simultáneas para estimar su posición y solicitar contenidos de AR al servidor MEC. Debido a la computación limitada y los recursos de comunicación, el servidor MEC ajusta de manera adaptativa la resolución de los contenidos de AR. Sin embargo, surgen dos desafíos en dicho sistema. En primer lugar, el error de localización degradará la calidad de experiencia (QoE) del usuario; y en segundo lugar, el acoplamiento de la comunicación y el cálculo complica la gestión de recursos. Para abordar estos problemas, primero modelamos la QoE teniendo en cuenta los errores de localización y luego proponemos un esquema de maximización de QoE mínimo para lograr la equidad entre los usuarios optimizando conjuntamente la forma de onda en los usuarios, la potencia de transmisión en la estación base (BS) y la resolución de los videos transmitidos. Los resultados de la simulación verifican la efectividad del esquema propuesto en comparación con los esquemas de referencia.Files
10007642.pdf.pdf
Files
(245 Bytes)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:e23f04abfc99e31db2b97f8bbd963db1
|
245 Bytes | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- خدمات الواقع المعزز المعتمدة على الموقع في أنظمة الميتافيرس اللاسلكية الممكّنة للحواف
- Translated title (French)
- Services de réalité augmentée dépendants de la localisation dans les systèmes de métavers sans fil compatibles Edge
- Translated title (Spanish)
- Servicios de realidad aumentada dependientes de la ubicación en sistemas metaversos inalámbricos habilitados para Edge
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4313555656
- DOI
- 10.1109/ojcoms.2023.3234254
References
- https://openalex.org/W2005895359
- https://openalex.org/W2049665561
- https://openalex.org/W2104087894
- https://openalex.org/W2108183681
- https://openalex.org/W2125417745
- https://openalex.org/W2144135849
- https://openalex.org/W2169363112
- https://openalex.org/W250076511
- https://openalex.org/W2569316870
- https://openalex.org/W2595167321
- https://openalex.org/W2608841173
- https://openalex.org/W2784652038
- https://openalex.org/W2790412025
- https://openalex.org/W2894645340
- https://openalex.org/W2913303761
- https://openalex.org/W2920378308
- https://openalex.org/W2964349809
- https://openalex.org/W2966021969
- https://openalex.org/W3034533409
- https://openalex.org/W3046106527
- https://openalex.org/W3110126341
- https://openalex.org/W3124156460
- https://openalex.org/W3193726135
- https://openalex.org/W3199571765
- https://openalex.org/W3214250514
- https://openalex.org/W4221160161
- https://openalex.org/W4250589301
- https://openalex.org/W4285238407
- https://openalex.org/W4312903786
- https://openalex.org/W4312940001