5G专题:超可靠低时延通信

超可靠低时延通信(URLLC)是蜂窝通信的特殊用例,其中包括适用于低时延和高可靠性应用的一组功能。包括关键任务应用,例如工业自动化、自动驾驶汽车、智能电网、智能交通/货运,以及增强/虚拟现实或远程医疗或工业流程。人们普遍认为,5G还将引入机器对机器(M2M)通信和海量机器类通信(mMTC)的新范例,而自治系统将控制、通信、测量、存储和分析海量数据。

超可靠低时延通信(URLLC)的目标是使其特性和网络功能能够在极端的可靠性标准下运行,并且使关键基础设施和计算机之间的往返延迟小于1毫秒。为了启用这些功能,需要对网络基础架构和协议进行实质性更改,因为3GPP版本14中4G LTE的最低时延目标为4毫秒。此外,之前的蜂窝标准主要关注吞吐量和连接性,而时延和可靠性为次要的考虑因素。虽然建立了该标准,但目前部署的低时延和高可靠性网络很少,而且这些网络往往是私人拥有和运营的,或用于政府应用。

随着即将推出的3GPP版本16(目标是在2020年第一季度开发),将有一个新的5G变种,其重点是减少时延和增加网络的可靠性,使以前必须依赖专有解决方案,通常使用有线互连和协议的应用能够实现广泛的应用。此外,超可靠低时延通信(URLLC)还可能通过减少边缘设备与数据中心之间的传播时间(对机器学习应用至关重要)以及启用响应速度更快的网络自动化/编制功能,使通用数据通信系统受益。

虽然超可靠低时延通信(URLLC)的大部分责任在于网络基础结构和协议/标准的开发,但超可靠低时延通信(URLLC)在无线域中仍有潜在影响。在网络主要关注吞吐量和容量的情况下,虽然超可靠低时延通信(URLLC)特性需要更改基站调度、资源分配和政策功能,这可能需要权衡总体频谱效率以及其他射频和数据通信性能因素。另一个结果是,无线电和基站硬件可能需要以前不必要的设计策略,以减少时延和提高可靠性。这方面的一个示例是开发波束形成天线系统,该系统可以跟踪快速移动的用户终端(UE),并以可靠的方式无缝切换网络节点之间的连接。

此外,在考虑数据中心、边缘计算节点、核心网络控制/编制和用户终端(UE)之间的时延和可靠性时,需要考虑各种端到端基础设施。另一个挑战是,当5G网络由传统网络以及由来自各种供应商和网络运营商的物理和软件组件组成的不同等级的5G服务组成时,如何实现某种程度的性能一致性。随着3GPP版本16的发布,服务提供商先行者开始为市场开发超可靠低时延通信(URLLC)解决方案,我们将会了解到更多信息。

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