URLLC (comunicações ultrafiáveis de baixa latência) é definida pelo 3GPP para o 5G (NR) e visa satisfazer os requisitos extremamente exigentes de latência e disponibilidade de serviços.As redes móveis 5G (NR) que suportam URLLC devem fornecer baixa latência e minimizar a perda de pacotes e a entrega fora de ordem.
I. URLLC Definição:A UIT-R especifica uma latência de plano de usuário unidirecional de 1 milissegundo em sistemas 5G (NR).
•Requisitos de fiabilidade ultra elevados:Os valores variam de 99,99% para a monitorização de processos a 99,999999% para os robôs industriais, incluindo a perda de pacotes de transmissão e a reordenação de pacotes, que devem ser o mais baixos possível.
• Requisitos de comunicação de ponta a ponta com baixa latência:Latência da camada de aplicação inferior a 0,5-50 milissegundos e latência da interface sem fio 5G inferior a 1 milissegundo.
II. Aplicações URLLC: Vários cenários de aplicação podem utilizar plenamente a sua baixa latência ultra-confiável, incluindo:
Tecnologias de realidade aumentada/realidade virtual e interação hápticapermitem aos utilizadores experimentar realidades criadas artificialmente ou obter informações adicionais através da sobreposição de informações do mundo real.Aplicações industriais, tais como gestão de armazéns e manutenção em campo, e deverá ser aplicado em áreas críticas, como cirurgia reforçada.
Comoveículos autónomosOs veículos e as infra-estruturas utilizam sensores avançados, inteligência artificial, sistemas de controlo de tráfego, sistemas de controlo de tráfego e sistemas de controlo de tráfego.e tecnologias de comunicação quase instantâneas para melhorar significativamente a eficiência e a segurançaAs principais vantagens da baixa latência refletem-se na condução remota e na partilha de sensores.
Grades inteligentesA Comissão está a melhorar a distribuição de energia, utilizando as capacidades de comunicação para alcançar um melhor equilíbrio de energia e detectar e mitigar falhas.
Controle de movimentoO URLLC deve controlar o movimento e as partes rotativas das máquinas de forma sincronizada, alcançando assim uma elevada eficiência.
III. Normas URLLC
O 3GPP deu o primeiro passo em direcção à URLLC na sua primeira versão 5G, R15; a sua interface aérea foi definida com uma latência de1 milissegundoe uma fiabilidade de99.999%. Na arquitetura de rede NSA (Non-Standalone), a rede central e a sinalização sem fio devem depender do LTE, que não pode atender aos requisitos de latência de ponta a ponta do URLLC.SA (individual)Arquitetura 5G, que possui uma rede central 5G independente e pode operar sem LTE, fornecendo duas funções importantesSlicing de rede e computação de borda móvel(MEC).
IV. Fatores determinantes da URLLC:A latência de ponta a ponta depende tipicamente dedesempenho da redee odistância entre o servidor e o equipamento do utilizador, ambos otimizados para acomodar aplicações URLLC, incluindo:
4.1 Interface aérea:A otimização de baixa latência no 5G é alcançada através de espaçamento flexível de subportadoras, agendamento otimizado para baixa latência e transmissão sem subsídio de uplink.canais de controlo robustos, e as melhorias do HARQ são cruciais para melhorar a fiabilidade.
Com o novo espaçamento de subportadoras, o espaçamento de subportadoras pode ser ajustado de 15 kHz para 240 kHz. Um espaçamento maior significa uma duração de símbolo mais curta, reduzindo assim o intervalo de programação.O algoritmo de programação pode programar micro-fasas de tempoPara evitar atrasos causados pela solicitação de recursos de transmissão, a transmissão sem subsídios de ligação ascendente pode ser utilizada.
A multiplexação diferencial usa várias antenas no receptor e no transmissor para criar caminhos de propagação de sinal espacial independentes, evitando assim falhas de um único link.A NR pretende construir canais de controlo robustos com baixas taxas de erro de bitsO mecanismo de retransmissão HARQ é reforçado pela pré-alocação de recursos de retransmissão.Reduzindo assim a latência e melhorando a fiabilidade.
4.2 Cortar a rede:Esta é uma característica fundamental do 5G, permitindo que os recursos sejam alocados sob demanda de acordo com as necessidades de serviço de diferentes utilizadores.Os recursos são divididos de forma flexível e isolados da influência de outros utilizadores, criando canais lógicos de ponta a ponta. A QoS necessária para as fatias de usuário pode ser configurada sob demanda da interface sem fio para a rede central. Por exemplo, para o mesmo usuário,O 5G pode criar uma faixa de streaming de vídeo de alta capacidade para serviços de banda larga móvel avançada (eMBB) sem restrições de latência rigorosas■ ao mesmo tempo, pode também criar uma fatia de baixa latência para comunicação ultrafiável de baixa latência (URLLC) para o controlo do robô.Funcionalidade empresarial - Esta característica é aplicável apenas à arquitetura autónoma (SA) da rede central 5G.
4.3 Computação de bordo móvelreduz significativamente a latência e melhora a confiabilidade ao hospedar aplicações de utilizador no "lado de borda" da Cloud Radio Access Network (C-RAN).A latência de transmissão depende principalmente do acesso sem fioA hospedagem na borda evita atravessar a rede central e reduz o número de nós no caminho de dados, melhorando assim a confiabilidade.
