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5G低時(shí)延高可靠場(chǎng)景傳輸可靠性性能評(píng)估

電子技術(shù)應(yīng)用

陳鋒1，譚津2，王潔2，馬曉冬2

1.中國(guó)人民解放軍63896部隊(duì)，河南洛陽(yáng) 471000；2.中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司第六研究所，北京 100083

摘要： 超高可靠低時(shí)延通信（URLLC）是5G三大應(yīng)用場(chǎng)景之一，具有高可靠性和低時(shí)延的特性，針對(duì)該場(chǎng)景進(jìn)行建模和仿真評(píng)估對(duì)于通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃以及業(yè)務(wù)應(yīng)用具有重要意義。重點(diǎn)評(píng)估URLLC場(chǎng)景的可靠性，通過(guò)評(píng)估重傳次數(shù)、收發(fā)天線配置和碼本選擇三類參數(shù)對(duì)傳輸可靠性的影響和參數(shù)尋優(yōu)，證明了通過(guò)合理的上述參數(shù)配置，可以滿足URLLC場(chǎng)景的可靠性需求。仿真驗(yàn)證結(jié)果和結(jié)論可以為URLLC的實(shí)際應(yīng)用和部署提供參考和參數(shù)配置經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：超高可靠低時(shí)延通信；誤碼率；可靠性評(píng)估

關(guān)鍵詞： 超高可靠低時(shí)延通信誤碼率可靠性評(píng)估

中圖分類號(hào)：TN929.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234611
中文引用格式： 陳鋒，譚津，王潔，等. 5G低時(shí)延高可靠場(chǎng)景傳輸可靠性性能評(píng)估[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(12)：70-74.
英文引用格式： Chen Feng，Tan Jin，Wang Jie，et al. Transmission reliability performance evaluation of 5G URLLC[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(12)：70-74.

Transmission reliability performance evaluation of 5G URLLC

Chen Feng1，Tan Jin2，Wang Jie2，Ma Xiaodong2

1.Chinese People's Liberation Army 63896 Unit， Luoyang 471000， China； 2.The 6th Research Institute of China Electronics Corporation， Beijing 100083， China

Abstract： Ultra-reliable and low-latency communications (URLLC) is one of the three application scenarios of 5G. It has the characteristics of high reliability and low delay. Modeling and evaluation for this scenario is significant for the design, planning and service application of communication systems. This paper focuses on the reliability evaluation for URLLC. By evaluating the impact of retransmission times, transceiver antenna configuration, and codebook selection on transmission reliability and parameter optimization, it is proved that the reliability requirements of URLLC scenarios can be met through reasonable configuration of the above parameters. The simulation results and conclusions in this paper can also provide reference and parameter configuration experience for the practical application and deployment of URLLC.

Key words : URLLC；error rate；reliability evaluation

0　引言

5G應(yīng)用劃分為三大場(chǎng)景，分別為增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶（Enhanced Mobile Broadband，eMBB）、超高可靠低時(shí)延通信（Ultra-Reliable and Low-Latency Communications，URLLC）、海量機(jī)器類通信（Massive Machine Type Communications，mMTC)[1]。其中URLLC被業(yè)界廣泛認(rèn)為其可以應(yīng)用于工業(yè)控制、工廠自動(dòng)化、智能電網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)通信、遠(yuǎn)程手術(shù)等領(lǐng)域，期待典型業(yè)務(wù)需求是低時(shí)延和高可靠性[2-4]。第三代合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP）提供了多種URLLC業(yè)務(wù)以及需求，觸覺交互業(yè)務(wù)和自動(dòng)化控制業(yè)務(wù)需實(shí)現(xiàn)空口傳輸時(shí)延低于0.5 ms和1 ms，數(shù)據(jù)傳輸可靠性要達(dá)到10-5或者10-6的誤碼率[5]。5G系統(tǒng)復(fù)雜，各類參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)性能影響較大，參數(shù)配置不合理將進(jìn)一步影響各類業(yè)務(wù)的性能和用戶感知，因此預(yù)先仿真評(píng)估對(duì)于通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和應(yīng)用意義重大。

針對(duì)超可靠低時(shí)延目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，目前主要研究集中在物理層優(yōu)化和跨層分析兩方面。文獻(xiàn)[6]研究了可達(dá)速率和誤碼率的關(guān)系，通過(guò)帶寬、功率和單用戶不同時(shí)隙來(lái)分配URLLC資源；文獻(xiàn)[7]提出基于調(diào)頻重傳方式，利用多用戶分集提高可靠性增益；文獻(xiàn)[8]利用接口分集技術(shù)提升URLLC可靠性，通過(guò)多種通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)獲得分級(jí)增益。

本文針對(duì)URLLC場(chǎng)景的可靠性進(jìn)行評(píng)估，首先通過(guò)鏈路仿真探索幾類系統(tǒng)參數(shù)和配置對(duì)可靠性的影響，選取較優(yōu)的參數(shù)配。其次，通過(guò)系統(tǒng)仿真方法評(píng)估URLLC業(yè)務(wù)在不同參數(shù)配置下能否滿足高可靠性的要求。仿真結(jié)果可幫助優(yōu)化資源分配策略，驗(yàn)證和比較不同技術(shù)方案在實(shí)際場(chǎng)景中的效果，有效指導(dǎo)URLLC在實(shí)際應(yīng)用中的參數(shù)配置。

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作者信息：

陳鋒1，譚津2，王潔2，馬曉冬2

（1.中國(guó)人民解放軍63896部隊(duì)，河南洛陽(yáng) 471000；2.中國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司第六研究所，北京 100083）

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