3GPP中URLLC标准研究进展

为了应对未来移动流量与设备连接数量的爆炸式增长,第五代通信系统(5G)将通信服务从人与人之间通信渗透到物联网及各种垂直行业领域,3 GPP从NR第一个版本开始就开展了针对低时延高可靠通信的标准研究工作。首先概述了URLLC在3GPP中研究的标准化进程;然后列举了URLLC用例与需求,基于多样化的需求指标,详细介绍了使能URLLC业务的物理层关键技术与其在3GPP各个阶段的研究进展;最后,总结全文并对未来URLLC技术的发展做出展望。     

5G URLLC标准化关键技术分析

URLLC是5G三大应用场景之一,但5G现网全面支持URLLC业务仍存在一些问题。首先分析了URLLC R15版本支持低时延和高可靠的标准化关键技术,然后分析了R16版本支持TSN确定性需求技术方案和超高可靠性增强方案,为5G商用URLLC明确了需要引入的增强功能和面临的挑战。     

5G新空口下eMBB与URLLC业务复用技术的研究

5G标准规范体系的演进将致力于解决不同应用场景中的多样化、差异化性能指标,适用频谱资源的缺乏要求5G新空口频段能够同时承载超高速率、超低时延业务。根据3GPP研究计划与进展,5G研究初期以eMBB为主,直到成熟期完善URLLC的标准化。本文主要从物理层设计的角度出发对eMBB与URLLC KPI及相关技术进行了讨论与研究。为了实现不同参数集配置的两种业务模型在同一频段上共存,本文分析了四种应用场景下eMBB与URLLC的两种基本复用方法,旨在减少资源浪费,提升系统的频谱效率。     

5G URLLC无线网络部署方案分析

URLLC场景是5G的典型应用场景之一,也是体现5G技术先进性的重要场景。随着URLLC增强技术标准化工作的完成,运营商需要明确5G URLLC网络下承载的典型业务,推动URLLC无线网络的部署。根据3GPP对不同业务网络指标需求的分析,结合ITU对URLLC场景时延与可靠性指标的要求,分析URLLC场景下潜在的应用,探讨了5G URLLC无线网络的部署方案。     

5G URLLC技术应用

低时延高可靠通信(URLLC)技术的标准化工作已基本完成,而实现从标准到落地应用对产业界提出了更高的要求。基于URLLC场景需求,总结了3GPP组织标准化的低时延类技术和高可靠类技术;研究了在5G网络实际部署中,URLLC技术与网络切片、与传统e MBB业务协同实现机制;面向对低时延高可靠指标需求迫切的工业场景,研究了基于5G与TSN融合架构的部署方案,最后探讨了URLLC技术协同保障工业确定性业务的端到端实现方案。     

URLLC超低时延解决方案和关键技术

介绍了5G URLLC超低时延解决方案架构,提出了URLLC超低时延的边缘计算、最优路径协同、用户面加速、端到端时延监控等关键技术,并分析了5G应用对超低时延的具体要求,最后结合5G各类应用的特点提出了URLLC网络的分阶段部署建议。     

面向6G的URLLC需求与关键技术分析

智能体交互与虚实空间互动将成为未来垂直应用的重要新场景。分析了新场景对通信网络URLLC、确定性传输和定位能力的新需求,在总结了5G URLLC技术方案的基础上,提出计算-通信-控制的一体化设计架构。该架构融合了同步网、确定性传输网、通信-感知-定位一体化无线接入网,为URLLC性能增强提供了解决思路。     

URLLC关键技术和网络适应性分析

URLLC作为5G三大场景之一,具有超低时延和超高可靠的特性,成为传统通信切入垂直行业的重要突破口。首先分析了URLLC的低时延关键技术和高可靠关键技术,以及URLLC增强的相关技术,再以中国电信和中国联通的3.5 GHz网络为例,分析了URLLC在TDD网络的适应性。     

URLLC关键技术研究与空口时延分析

URLLC作为5G三大场景之一,其具有超低时延和超高可靠的特性,可广泛应用于多个行业中。在URLLC低时延高可靠的关键技术研究的基础上,对TDD/FDD NR下的eMBB与URLLC空口数据收发时序和环回时延进行了对比分析,提出了URLLC网络部署建议。     

车联网极低时延与高可靠通信:现状与展望

随着第五代移动通信技术的不断发展,智能交通系统的建设已成为智慧城市建设进程中非常重要的环节,车联网又是智能交通系统中必不可少的组成部分。目前全球汽车使用量急剧上升,为提升人们出行体验,实现车、路、人以及基础设施之间的信息交互,需要一个具备高速大带宽以及高可靠低时延的通信（Ultra-Reliable Low-Latency Communication ,URLLC）网络支撑。而目前基于LTE技术的车联网不能满足URLLC的性能需求,因此提升车联网URLLC的性能成为车联网技术研究的重点。本论文回顾了车联网技术标准的发展历程,对URLLC在车联网应用场景的性能需求进行分析,并对提升车联网高可靠性和极低时延的研究方法进行总结。      

URLLC应用场景及未来发展研究

URLLC是5G的三大应用场景之一,URLLC具备高可靠、低时延、极高的可用性等全新特性。为了推动URLLC在典型应用中的落地实施,分析了垂直行业中三大典型应用的技术指标及URLLC在典型应用中的应用挑战,同时从部署和策略两个方面设计了URLLC切片的解决方案,深入讨论了URLLC应用在未来可能遇到的问题和挑战。     

URLLC技术研究及其在智能网联行业的应用探讨

URLLC其低时延高可靠的特性为智能网联业务的实现提供了强有力的支撑。首先简要概括URLLC技术研究的背景,随后针对URLLC实现的重点关键技术进行描述,最后给出基于URLLC技术的智能网联应用的网络架构和部署建议。     

URLLC低时延的技术研究及业务应用

分析了URLLC技术指标要求和工业互联网应用的要求,介绍了4G用户面时延情况和减少4G时延的技术演进,研究和分析了5G实现URLLC低时延的灵活的帧结构、动态HARQ、MEC,mini slot、自包含帧、免授权调度等技术,实现了URLLC低时延在工业控制和远程手术的业务应用。     

Random access scheme for different MTC scenario requirement

For the different random access requirements of the mixed scenarios of ultra-reliable low latency (URLLC) and massive machine type communications (mMTC) in MTC,a random access scheme based on devices grouping was proposed.The proposed scheme divided the MTC devices into several groups based on the timing advance (TA) information:for the URLLC scenario,preamble resources were reserved for core devices in each group,and the URLLC devices accessed the network via the contention-free mechanism,to satisfy the ultra-reliable low latency access requirement; for the mMTC scenario,the base station utilized the different TA information in different group to identify devices selecting the same preamble,and performed successive interference cancellation (SIC) algorithm to detect the data information,to satisfy the massive access requirement.Simulation results demonstrate that the proposed scheme can significantly increase the number of the successful devices.     

URLLC典型应用建模与评估

URLLC作为5G三大典型场景之一,是5G赋能工业互联网的关键环节。介绍了URLLC的两个典型领先落地应用--港口龙门吊远程控制和工厂AGV,对其进行业务建模,然后通过配置典型网络参数进行系统级评估,最后结合评估结果对未来URLLC应用给出建议。     

面向电网业务质量保障的5G高可靠低时延通信资源调度方法

该文研究面向电网业务质量保障的5G 高可靠低时延通信(URLLC)的资源调度机制,以高效利用低频段蜂窝通信系统内有限的频谱和功率资源来兼顾电力终端传输速率和调度时延、调度公平性,保障不同电力业务的通信质量（QoS）。首先,基于URLLC的高可靠低时延传输特性,建立电力终端多小区下行传输模型。然后,提出面向系统下行吞吐量最大化的资源分配问题模型并对其进行分步求解,分别提出基于定价机制与非合作博弈的功率分配算法和基于调度时延要求的改进比例公平算法（DPF）动态调度信道资源。仿真结果表明,提出的资源调度方法能在保证一定传输可靠性和公平性的条件下降低电力终端调度时延,满足不同业务等级的QoS需求,与已知算法对比有一定的优越性。     

Resource Allocations for Ultra-Reliable Low-Latency Communications

Ultra-reliable low-latency communications (URLLC) is a new feature to be considered for the fifth generation (5G) cellular systems. This feature is essential for the support of envisioned mission-critical applications, particularly in the realm of machine-type communications. These applications require that the messages, which are generally short-length packets, to be exchanged between a source and a destination with the high level of reliability and within a short period of time. The characteristics of URLLC do not fit directly in the conventional communication models. For instance, most of the existing communication models are developed considering moderate levels of reliability, neglecting the small effects of the feedback errors. However, even such small errors cannot be ignored for URLLC. This paper proposes a communication model for URLLC considering the reliabilities of both data and control channels. Then, the optimal and sub-optimal resource allocations are derived. We show that the proposed sub-optimal resource allocations have lower computational complexities with a negligible performance degradations compared to that of the optimal solutions. The results reveal that the possibility of performing only one retransmission can significantly reduce the required radio resources needed for data delivery compared to the case of performing a single transmission round.     

The FuTURE Project in China

When research on beyond third generation (B3G) mobile communications had just stepped into its startup period, a project called Future Technologies for a Universal Radio Environment (FuTURE) was launched in China. The goal of the project is to support theoretical research and applicable evaluation of the proposed technologies for B3G mobile communications. In this article the application requirements, technological challenges, and some potential solutions of B3G are discussed, and some key technologies employed in the FuTURE demonstration system are introduced.     

5G网络云化重构方案研究

5G主要有eMBB、mMTC和uRLLC共3种应用场景,不同的场景有着不同的性能需求,需要按需分配网络资源,因此5G需要进行云化重构.本文从运营商的角度,首先提出了网络基础设施重构方案以实现软硬件解耦和基础资源管理,提出了网络功能重构方案以实现5G各项应用功能,最后提出了运营重构的解决方案,列举了5G的运营方式和网络开通方式,并举例介绍了保障能力方案和人员转型方向,为5G正式商用提供了云化解决方案.     

基于SPN的专线业务承载方案

5G时代,垂直行业专线业务是一片尚待开发的蓝海,是未来运营商利润来源的新引擎,但现网PTN只能提供业务间的软隔离,无法满足uRLLC场景的业务承载需求。首先描述了现有承载技术难以满足低时延、高可靠业务需求的现状,然后分别对普通分组、确定性分组,以及Sub-5G三种承载方案进行了对比,在时延抖动、带宽灵活性、业务数量、标准成熟度等方面进行了分析,最后得出结论:切片技术能够为专线业务提供质量保障,其中TSN技术可以作为切片内软隔离的技术使用。