URLLC (ultra-reliable low latency communications) ορίζεται από το 3GPP για το 5G (NR) και αποσκοπεί στην κάλυψη των εξαιρετικά απαιτητικών απαιτήσεων για την καθυστέρηση και τη διαθεσιμότητα των υπηρεσιών.Τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας 5G (NR) που υποστηρίζουν το URLLC πρέπει να παρέχουν χαμηλή καθυστέρηση και να ελαχιστοποιούν την απώλεια πακέτων και την παράδοση εκτός σειράς.
I. Ορισμός URLLC:Η ITU-R προσδιορίζει μια μονόδρομη καθυστέρηση επιπέδου χρήστη 1 χιλιοστόλεπτο στα συστήματα 5G (NR).
•Υψηλές απαιτήσεις αξιοπιστίας:Το ποσοστό αυτό κυμαίνεται από 99,99% για την παρακολούθηση των διαδικασιών έως 99,999999% για τα βιομηχανικά ρομπότ.
• Απαιτήσεις επικοινωνίας χαμηλής καθυστέρησης από άκρο σε άκρο:Η καθυστέρηση του στρώματος εφαρμογής είναι μικρότερη από 0,5-50 χιλιοστά δευτερόλεπτα και η καθυστέρηση της ασύρματης διεπαφής 5G είναι μικρότερη από 1 χιλιοστόλεπτο.
II. Εφαρμογές URLLC: Διαφορετικά σενάρια εφαρμογής μπορούν να αξιοποιήσουν πλήρως την εξαιρετικά αξιόπιστη χαμηλή καθυστέρηση, συμπεριλαμβανομένων:
Τεχνολογίες επαυξημένης και εικονικής πραγματικότητας και οπτικής αλληλεπίδρασηςεπιτρέπουν στους χρήστες να βιώνουν τεχνητά δημιουργημένες πραγματικότητες ή να λαμβάνουν πρόσθετες πληροφορίες με την επικάλυψη πραγματικών πληροφοριών.βιομηχανικές εφαρμογές όπως διαχείριση αποθηκών και συντήρηση πεδίου, και αναμένεται να εφαρμοστεί σε κρίσιμους τομείς όπως η ενισχυμένη χειρουργική επέμβαση.
Ωςαυτόνομα οχήματαΤα οχήματα και οι υποδομές χρησιμοποιούν προηγμένους αισθητήρες, τεχνητή νοημοσύνη,και σχεδόν στιγμιαίες τεχνολογίες επικοινωνίας για τη σημαντική βελτίωση της αποτελεσματικότητας και της ασφάλειαςΤα κύρια πλεονεκτήματα της χαμηλής καθυστέρησης αντανακλούνται στην τηλεχειρισμένη οδήγηση και την κοινή χρήση αισθητήρων.
Έξυπνα δίκτυαβελτιώνουν τη διανομή ενέργειας, αξιοποιώντας τις δυνατότητες επικοινωνίας για την επίτευξη καλύτερου ισοζυγίου ενέργειας και τον εντοπισμό και τον μετριασμό των σφαλμάτων.
Έλεγχος κίνησηςΗ URLLC αναμένεται να ελέγχει την κίνηση και τα περιστρεφόμενα μέρη των μηχανημάτων με συγχρονισμένο τρόπο, επιτυγχάνοντας έτσι υψηλή απόδοση.
ΙΙΙ. Πρότυπα URLLC
Το 3GPP έκανε το πρώτο βήμα προς το URLLC στην πρώτη έκδοση 5G, R15· η εναέρια διεπαφή του ορίστηκε με καθυστέρηση1 χιλιοστόλεπτοκαι την αξιοπιστία990,999%Στην αρχιτεκτονική δικτύου NSA (Non-Standalone), το βασικό δίκτυο και η ασύρματη σηματοδότηση πρέπει να βασίζονται στο LTE, το οποίο δεν μπορεί να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις καθυστέρησης από άκρο σε άκρο του URLLC.ΑΕ (απομονωμένο)Αρχιτεκτονική 5G, η οποία διαθέτει ανεξάρτητο βασικό δίκτυο 5G και μπορεί να λειτουργεί χωρίς LTE, παρέχοντας δύο σημαντικές λειτουργίεςδιαίρεση δικτύου και mobile edge computing(MEC).
IV. Παράγοντες που καθοδηγούν την URLLC:Η καθυστέρηση από άκρο σε άκρο συνήθως εξαρτάται απόΑπόδοση δικτύουκαι τοαπόσταση μεταξύ του διακομιστή και του εξοπλισμού χρήστη, τα οποία είναι και τα δύο βελτιστοποιημένα για να φιλοξενήσουν εφαρμογές URLLC, συμπεριλαμβανομένων:
4.1 Διασύνδεση αέρα:Η βελτιστοποίηση της χαμηλής καθυστέρησης στο 5G επιτυγχάνεται μέσω ευέλικτης απόστασης υπομεταφορέων, προγραμματισμού που είναι βελτιστοποιημένο για χαμηλή καθυστέρηση και μετάδοσης χωρίς επιχορήγηση uplink.ισχυρά κανάλια ελέγχου, και οι βελτιώσεις του HARQ είναι κρίσιμες για τη βελτίωση της αξιοπιστίας.
Με τη νέα απόσταση υπομεταφορέων, η απόσταση υπομεταφορέων μπορεί να ρυθμιστεί από 15kHz σε 240kHz.Ο αλγόριθμος προγραμματισμού μπορεί να προγραμματίσει μικροχρονικές ομάδεςΓια να αποφευχθούν καθυστερήσεις που προκαλούνται από την αίτηση πόρων μετάδοσης, μπορεί να χρησιμοποιηθεί μετάδοση χωρίς επιχορήγηση uplink.
Η διαφορική πολλαπλασιαστική χρησιμοποιεί πολλαπλές κεραίες στον δέκτη και τον πομπό για να δημιουργήσει ανεξάρτητες διαστημικές διαδρομές διάδοσης σήματος, αποτρέποντας έτσι τις αποτυχίες ενός συνδέσμου.Η NR στοχεύει στην κατασκευή ισχυρών καναλιών ελέγχου με χαμηλά ποσοστά σφάλματοςΟ μηχανισμός επαναδιαβίβασης HARQ ενισχύεται με την προκαταβολή των πόρων επαναδιαβίβασης,μειώνοντας έτσι την καθυστέρηση και βελτιώνοντας την αξιοπιστία.
4.2 Διατρίχωση δικτύου:Αυτό είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του 5G, που επιτρέπει την κατανομή πόρων κατόπιν ζήτησης σύμφωνα με τις ανάγκες υπηρεσιών των διαφόρων χρηστών.Οι πόροι διαχωρίζονται ευέλικτα και απομονώνονται από την επιρροή άλλων χρηστώνΗ απαιτούμενη ποιότητα εξυπηρέτησης (QoS) για τα user slices μπορεί να ρυθμιστεί κατόπιν αιτήματος από την ασύρματη διεπαφή στο κεντρικό δίκτυο.Το 5G μπορεί να δημιουργήσει ένα τμήμα υψηλής χωρητικότητας ροής βίντεο για υπηρεσίες ευρυζωνικής κινητής τηλεφωνίας (eMBB) χωρίς αυστηρούς περιορισμούς καθυστέρησης· ταυτόχρονα, μπορεί επίσης να δημιουργήσει ένα τμήμα χαμηλής καθυστέρησης για εξαιρετικά αξιόπιστη επικοινωνία χαμηλής καθυστέρησης (URLLC) για τον έλεγχο ρομπότ.Επιχειρηματική λειτουργικότητα - Αυτό το χαρακτηριστικό ισχύει μόνο για την αυτοτελή αρχιτεκτονική (SA) του βασικού δικτύου 5G.
4.3 Κινητές υπολογιστές άκρηςμειώνει σημαντικά την καθυστέρηση και βελτιώνει την αξιοπιστία, φιλοξενώντας εφαρμογές χρηστών στην "πλευρή πλευρά" του δικτύου πρόσβασης ραδιοφώνου cloud (C-RAN).Η καθυστέρηση μετάδοσης εξαρτάται κυρίως από την ασύρματη πρόσβασηΗ φιλοξενία στην άκρη αποφεύγει την διέλευση του κεντρικού δικτύου και μειώνει τον αριθμό των κόμβων στη διαδρομή δεδομένων, βελτιώνοντας έτσι την αξιοπιστία.
