URLLC (ultrazuverlässige Kommunikation mit geringer Latenzzeit) wird von 3GPP für 5G (NR) definiert und zielt darauf ab, die extrem hohen Anforderungen an Latenzzeit und Verfügbarkeit von Diensten zu erfüllen.5G (NR) -Mobilfunknetze, die URLLC unterstützen, müssen eine geringe Latenzzeit bieten und Paketverluste und Out-of-Order-Lieferungen minimieren.
I. URLLC-DefinitionDie ITU-R legt in 5G (NR) -Systemen eine einseitige Benutzerflächenlatenz von 1 Millisekunde fest. Dies kann durch Aufschlüsselung des URLLC-Akronyms und Analyse seiner Anforderungen weiter definiert werden:
•Ultra-hohe Zuverlässigkeitsanforderungen:Dies umfaßt den Verlust von Übertragungspaketen und die Paketumordnung, die beide so gering wie möglich sein müssen.
• Anforderungen an End-to-End-Kommunikation mit geringer Latenzzeit:Application-Layer-Latenz unter 0,5 bis 50 Millisekunden und 5G-Wireless-Interface-Latenz unter 1 Millisekunde.
II. URLLC-Anwendungen: Verschiedene Anwendungsszenarien können seine extrem zuverlässige geringe Latenzzeit voll ausnutzen, einschließlich:
Augmented Reality/Virtual Reality und haptische InteraktionstechnologienDiese Technologie wurde in der Unterhaltungsindustrie eingesetzt.Industrieanwendungen wie Lagerverwaltung und Feldwartung, und wird voraussichtlich in kritischen Bereichen, wie z. B. in der Intensivchirurgie, angewendet werden.
AlsAutonome FahrzeugeIm Rahmen des Programms "Einheitliche Verkehrsnetze" werden die Verkehrsmittel und die Infrastrukturen mit Hilfe fortschrittlicher Sensoren, künstlicher Intelligenz,und nahezu sofortige Kommunikationstechnologien, um die Effizienz und Sicherheit erheblich zu verbessernDie wichtigsten Vorteile der geringen Latenzzeit spiegeln sich im Fernfahren und der gemeinsamen Nutzung von Sensoren wider.
Intelligente NetzeIm Rahmen des Programms "Energieeffizienz und -verteilung" werden die Energieverteilung verbessert, die Kommunikationsmöglichkeiten genutzt werden, um eine bessere Energiebilanz zu erreichen und Fehler zu erkennen und zu mindern.
BewegungssteuerungURLLC soll die Bewegung und Drehteile von Maschinen synchron steuern und damit eine hohe Effizienz erreichen.
III. URLLC-Normen
3GPP hat den ersten Schritt in Richtung URLLC in seiner ersten 5G-Veröffentlichung, R15, gemacht.1 Millisekundeund die Zuverlässigkeit99.999%. In der NSA (Non-Standalone) Netzwerkarchitektur müssen sich das Kernnetzwerk und die drahtlose Signalisierung auf LTE stützen, die die End-to-End-Latenzanforderungen von URLLC nicht erfüllen kann.SA (alleine)5G-Architektur, die über ein unabhängiges 5G-Kernnetz verfügt und ohne LTE funktionieren kann und zwei wichtige Funktionen bietetNetzwerk-Slicing und mobile Edge Computing(MEC)
IV. UrlLC-Treiberfaktoren:Die End-to-End-Latenz hängt typischerweise vonLeistung des Netzwerksund dieAbstand zwischen Server und Benutzergeräten, die beide für URLLC-Anwendungen optimiert sind, einschließlich:
4.1 Luftschnittstelle:Die Optimierung der niedrigen Latenzzeit in 5G erfolgt durch flexible Unterträger-Abstände, eine für niedrige Latenzzeit optimierte Planung und eine subventionierte Uplink-Übertragung.robuste Kontrollkanäle, und HARQ-Verbesserungen sind entscheidend für die Verbesserung der Zuverlässigkeit.
Mit dem neuen Unterträger-Abstand kann der Unterträger-Abstand von 15 kHz auf 240 kHz angepasst werden.Der Zeitplanungsalgorithmus kann Mikro-Zeitslots planenUm Verzögerungen durch die Anforderung von Übertragungsressourcen zu vermeiden, kann eine subventionsfreie Übertragung der Uplink verwendet werden.
Differential Multiplexing verwendet mehrere Antennen am Empfänger und Sender, um unabhängige räumliche Signalverbreitungswege zu erstellen, wodurch Ausfälle von Einzelverbindungen verhindert werden.NR zielt darauf ab, robuste Steuerungskanäle mit geringen Bitfehlerraten zu bauenDer HARQ-Wiederübertragungsmechanismus wird durch die Vorzuweisung von Wiederübertragungsressourcen verbessert.Damit wird die Latenzzeit reduziert und die Zuverlässigkeit verbessert.
4.2 Netzwerkschnitt:Dies ist ein wichtiges Merkmal von 5G, das es ermöglicht, Ressourcen nach Bedarf nach den Dienstleistungsbedürfnissen verschiedener Benutzer zuzuweisen.Ressourcen sind flexibel aufgeteilt und vom Einfluss anderer Benutzer isoliertDie erforderliche QoS für Benutzer-Slices kann auf Anfrage von der drahtlosen Schnittstelle zum Kernnetzwerk konfiguriert werden.5G kann einen hohe Kapazität Video-Streaming-Slice für erweiterte mobile Breitbanddienste (eMBB) ohne strenge Latenzbeschränkungen schaffenGleichzeitig kann es auch eine Niedrigverzögerung für ultrazuverlässige Niedrigverzögerungskommunikation (URLLC) für die Steuerung von Robotern erzeugen.Geschäftsfunktionalität - Diese Funktion ist nur für die Standalone-Architektur (SA) des 5G-Kernnetzes anwendbar.
4.3 Mobile Edge ComputingVerringert die Latenzzeit erheblich und verbessert die Zuverlässigkeit, indem Benutzeranwendungen an der "Randseite" des Cloud Radio Access Network (C-RAN) gehostet werden.Übertragungslatenz hängt vor allem vom drahtlosen Zugriff abDas Hosting am Rand vermeidet das Durchqueren des Kernnetzes und reduziert die Anzahl der Knoten im Datenpfad und verbessert so die Zuverlässigkeit.
