URLLC (ultra-reliable low latency communications) определяется 3GPP для 5G (NR) и направлена на удовлетворение чрезвычайно требовательных требований к задержке и доступности услуг.Мобильные сети 5G (NR), поддерживающие URLLC, должны обеспечивать низкую задержку и минимизировать потерю пакетов и доставку вне порядка..
I. Определение URLLC:ITU-R определяет одностороннюю задержку пользовательской плоскости в 1 миллисекунду в системах 5G (NR).
•Сверхвысокие требования к надежности:В диапазоне от 99,99% для мониторинга процессов до 99,999999% для промышленных роботов.
• Требования к коммуникации с низкой задержкой от конца к концу:Задержка на уровне приложений ниже 0,5-50 миллисекунд, и 5G беспроводный интерфейс задержка ниже 1 миллисекунды.
II. Применение URLLC: Различные сценарии применения могут в полной мере использовать его сверхнадежную низкую задержку, в том числе:
Технологии дополненной/виртуальной реальности и тактического взаимодействияпозволяют пользователям испытать искусственно созданные реальности или получить дополнительную информацию путем наложения информации из реального мира.промышленные приложения, такие как управление складом и обслуживание на местах, и, как ожидается, будет применяться в критических областях, таких как усовершенствованная хирургия.
Какавтономные транспортные средстваТранспортные средства и инфраструктура используют передовые датчики, искусственный интеллект,и почти мгновенные технологии связи для значительного повышения эффективности и безопасностиОсновные преимущества низкой задержки отражаются в удаленном управлении и совместном использовании датчиков.
Умные сетиУлучшают распределение электроэнергии, используя коммуникационные возможности для достижения лучшего баланса электроэнергии и обнаружения и смягчения неисправностей.
Управление движениемОжидается, что URLLC будет контролировать движение и вращающиеся части машин синхронизированным образом, тем самым достигая высокой эффективности.
III. Стандарты URLLC
3GPP сделал первый шаг к URLLC в своем первом выпуске 5G, R15; его воздушный интерфейс был определен с задержкой1 миллисекундаи надежность99.999%В сетевой архитектуре NSA (Non-Standalone) основная сеть и беспроводная сигнализация должны зависеть от LTE, которая не может удовлетворять требованиям к задержке от конца до конца URLLC.SA (одинокий)Архитектура 5G, которая имеет независимую основную сеть 5G и может работать без LTE, обеспечивая две важные функциисетевое разрезание и мобильные краевые вычисления(МЭК).
IV. Причины URLLC:Задержка от конца до конца обычно зависит отпроизводительность сетиирасстояние между сервером и пользовательским оборудованием, оба из которых оптимизированы для размещения приложений URLLC, включая:
4.1 Интерфейс воздуха:Оптимизация низкой задержки в 5G достигается благодаря гибкому расстоянию между субперевозчиками, планированию, оптимизированному для низкой задержки, и передаче без гранта вверх.надежные каналы управления, и улучшения HARQ имеют решающее значение для повышения надежности.
С новым расстоянием между субносителями расстояние между субносителями может быть регулировано с 15 кГц до 240 кГц. Большее расстояние означает более короткую продолжительность символа, что сокращает интервал планирования.Алгоритм планирования может планировать микрочасовые интервалыЧтобы избежать задержек, вызванных запросом ресурсов передачи, можно использовать передачу без гранта на подключение.
Дифференциальное мультиплексирование использует несколько антенн на приемнике и передатчике для создания независимых путей распространения пространственного сигнала, тем самым предотвращая сбои одной линии.NR стремится построить надежные каналы управления с низким уровнем ошибок; внедрение нового кодирования и использование схем кодирования с низкой модуляцией (MCS) для передачи.тем самым снижая задержку и повышая надежность.
4.2 Сетевое разрезание:Это ключевая особенность 5G, позволяющая распределять ресурсы по требованию в соответствии с потребностями различных пользователей.Ресурсы гибко разделены и изолированы от влияния других пользователей, создавая логические каналы с конца на конец. Требуемую QoS для пользовательских участков можно настроить по требованию от беспроводного интерфейса к основной сети. Например, для одного и того же пользователя,5G может создать высокопроизводительный сегмент потоковой передачи видео для расширенных мобильных широкополосных услуг (eMBB) без строгих ограничений задержкиВ то же время он также может создать срез с низкой задержкой для сверхнадежной связи с низкой задержкой (URLLC) для управления роботом.Бизнес-функциональность - Эта функция применима только к автономной архитектуре (SA) основной сети 5G.
4.3 Мобильные краевые вычислениязначительно снижает задержку и повышает надежность, размещая пользовательские приложения на "крайней стороне" сети доступа к облачным радио (C-RAN).задержка передачи в основном зависит от беспроводной связиХостинг на краю позволяет избежать пересечения сети и уменьшает количество узлов на пути передачи данных, тем самым повышая надежность.
