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URLLC应用场景及其关键技术(URLLC应用场景及其关键技术一、概述工信部5G技术研发试验第二阶段技术方案验证中，低时延高可靠(URLLC)是一个重要的测试场景。2017年中国国际信息通信展的第二届5G创新发展高峰论坛上，IMT-2020(5G)推进组发布了第二阶段测试结果。那么，URLLC测试结果如何解读和连接,其应用场景和关键技术又有哪些哪？2017/9/18-20在芬兰赫尔辛基举行的IEEE通信和网络标准化工作会议上，爱立信主任级研究专家JannePeisa博士作了5GURLLC通信技术的讲座，本文借助其演讲文稿，对URLLC应用场景、指标需求以及关键技术进行分析。Dr.JannePeisa,EricssonResearch,FinlandTitle:SGlechniquesforUltraReliablelowLatencyCOCAbstract:5Gsystemshasbeendesignedtoaddressavarietyofdifferentusecases.OneofthemostchallengingusecasesistheUltraReliableLowLatencyCommunication(URLLC),Inthistalk,thedifferentURLLC叩PliCatiOnSarereviewedandthebasic5GtechniquesusedtosupportURLLCareevaluatedBioUannehasbeenworkingatEricssonintheresearchanddevelopmentof3G,4Gand5Gsystemssince1998.Previously,hehascoordinatedEricsson,sradio-accessnetworkstandardizationactivitiesin3GPFandCUrrenHyArleIhziPri*eezwDACZkChCtArlHCCrr<vramIC">1卜gInArAkIA/4thz>Pri*cczrIEgr*cz¼fVnar/files/2017/08/Janne_Peisa_Ericsson_CSCN2017.pdf二、二阶段URLLC测试结果低时延高可靠测试要求在大量数据包的基础上（10八7）统计空口传送时延和丢包率，以确定时延和可靠性指标。根据ITU要求，空口时延应小于Ims,因此丢包率指标是在ImS时延的基础上进行统计的。比如，用户面下行传输丢包率的计算公式是，以成功传输并满足用户面下行单向时延小于Ims的包的数量除以总的测试包数量，得到下行传输丢包率。Ims的空口时延大致包括下行传输、上行传输、缓存、UE处理、BTS处理、传输链路时延等阶段。测试规范中建议采用思博伦仪表进行收发包测试和统计。设备规范中所要求的性能指标为：场景重点性能指标空口时延可靠性5个测试厂家的配置各不相同，如TTl长度多种多样，如0.125ms、0.2mss0.25ms以及0.5ms等。子载波间隔也有所不同，包括3060KHz等，编码方式有Polar.LDPC以及TUrb。等，且均采用了自包含帧结构。测试结果：低时延高可靠M<<4E长度子该闷In硬方式*快构厂H一0.12560MhIlarFi门包含厂府二0.25SS虫IjDpC码自包含厂育三C.5m(*ini-¾lotH)30UuLDpC码MI0.25Br3P>lr4LWC自包含三GsJ7SkHzIurbcR11H1更短的子被和自包含的帧结构设计，以及采用先进编码方式.实现更短的至口时延和更高的可寡性各厂家单向空口时延均小于064ms,可im99.999%可满足11关于空口时延lms可靠性99.999%的性测试结果表明，各厂家单向空口时延均小于064m,可靠性99.999%,满足ITU要求。三、JannePeisa博士讲座内容：5GURLLC技术1. 5GURLLC应用场景1.1 5G是应用场景驱动型技术5GISUSECASEDRIVENCriticalMTCMassiveMTCmw11a三wt昌ttAM11LMitncsw.B*3W¾*<CCMT三QI.MusmLAmXAnOM&ctfwx.WMOrYYUMKMvIOWCOST4LOWENEPGYSmmloaiavoluksIAASSfviENUMKRSEEnhancedmobilebroadbandUlTRARELIABLEVERYLOWLATENCYVERYHKJHAVAIlAflIUTY5G包括三大应用场景，即增强移动宽带(eMBB)、海量大连接(mMTC)以及重要大连接(CMTC)。其中，CMTC也称为低时延高可靠类业务，而URLLC的称呼也更流行。eMBB包括以下各类场景及应用：家庭、企业、场馆、移动/固定/无线、非SIM设备、智能手机、VR/AR、4K8KUHDs广播等。mMTC特点是低成本、低能耗、小数据量、大量连接数。它包括以下各类场景及应用：智能抄表、智能农业、物流、追踪、车队管理等。URLLC特点是高可靠、低时延、极高的可用性。它包括以下各类场景及应用：工业应用和控制、交通安全和控制、远程制造、远程培训、远程手术等。1.2 用户场景与其支撑技术协同演进IUSECASEEVOLUTIONWITHSUPPORTINGWTECHNOLOGY”一,IEnhancedMoMe1Broadband口«Scmm国©Mrywtara®5)HMtCKteBSBJ<WWCAuiomotrve国筝OndMnand/&Avm*ngRQMame*r11uen*vMclorit上0AutanomoueCCrMIManufactunng士.才PTOCMBd3t*m*jn.二:Flowmva9<*wlilU'三dt三mate三upm三m0QC1MJ0IOtWtlCtMrefncecyMEnergy&UtMies守MetonngandDWwtg八周ReMrarvuragrantLJ阊MMAomMan0OHoaHhcareConrwcM六二。MOrrtOmgm而后me>cMonarFtomolD<MMW36MIMulkSUrxMrdfw4worIXMUNeiOTQgeXLTt(TDD.FDO.LAA)IvJdRAN各场景所对应的应用和相关技术也在不断演进中，图中对当前、5G路上、5G体验等阶段的场景和技术进行分析对比。以eMBB、自动驾驶、制造业、能量和公共事业、健康管理为例，分析了当前、演进（5G路上）以及未来（5G体验）的业务特点及相关技术。列表翻译如下：当前5G路上5G体脸eMBB到处都是屏尊.新二县拉真加眩自动驾嗖按需信息实时信息，车对车目盆腔制制造业三三自砒流量管理和远程监视云化机器人和远程控制能量和公共事业二表砥能06电线路、天然气管道等的1系统网络资源旨理和皂动化机器智育港口实时控制健康管理医生和笔者的注接监视和键索管理远程攥作技术网络多标准GttLTE(TDD、FDD、LAA)Cat-MZNB-IoTmMIMO5GNR云华的优化网络功能网络切片翻化RANVNFa动态业务制联合网络切片目前关键支撑技术主要是：网络多标准、Cat-MNB-IoTs云华的优化网络功能和VNF编排等。5G演进路上涉及的相关技术有：G比特LTE（TDD、FDD、LAA）smMIMOs网络切片、动态业务编排、预防性分析等。5G时代的关键技术有：5GNRs虚拟化RAN、联合网络切片、分布云、实时机器学习/AI等。1.3 URLLC应用场景C-MTCUSECASESLATENCY&RELIABILITY图中坐标上，纵轴为端到端（E2E）时延，横轴为失败率（即可靠性）。Highreliability可靠性定义如下，一定时延范围内，由于包传送错误、丢失或者太迟而未成功传送的包的失败率。图中给定的几种业务的时延和和可靠性要求陈述如下： 远程控制：时延要求低，可靠性要求低。 工厂自动化：时延要求高，可靠性要求高。 智能管道抄表等管理：可靠性要求高，时延要求适中。 过程自动化：可靠性要求高，时延要求低。 车辆自动指弓I/ITS/触觉Intemet:时延要求高,可靠性要求降低。2016年5月相关演讲稿中提供了如下信息，更为具体和形象。但是其中也仅指明了时延指标，可靠性要求没有提供，所以还需要与上述坐标图一起对比分析。FactoryAutomation1msTMotionControl1ms<O-O><O-O>IntelligentTransportationSystems5msSmartGrid颔TactileInternetRemoteControl5-1msProcessAutomationAutomatedGuidedVehicle2. URLLC性能指标3GPPTR38.913对URLLC的时延和可靠性方面的指标进行了定义。对于URLLC,用户面上行时延目标是0.5ms,下行也是0.5ms。可靠性定义为在特定时延内传送X字节数据包的成功率。这里的时延是指在特定信道质量条件下（如覆盖边缘），从一端L23SDU入口到无线接口协议层的另一端的L2/3SDU出口间传送小包的时延。通常URLLC一次传送的可靠性要求为：用户面时延Ims内，传送32字节包的可靠性为1-10(-5)oLATENCY&RELIABILITYJtOm,hon注：图中2个五角星表示时延和可靠性。时延用纵坐标表示，约为0.5ms,可靠性则采用横坐标表示，对应110人(-5)的范围段。3. URLLc场景具体描述3.1 自动驾驶TIVEUSECASEEVOLUTIONPredbdiveIrUMritePanCeofvehicleCapturingsensordataforrealtimetraffic,weather,paricing,andAUT0WiFHotspot>Autonomousvehiclecontrol>CooperativecollisionavoidanceAUTOMOTIVEUSECASEREQUIREMENTSI4¾.ZZtiCUm'¾troadIo5G“二<,_dL一冽的"ReducedlatencyHighthroughputLatency:5msAVMab(trty99,999%RehaMrty:99,999%Mobility:Htgh3.2工业制造MUnMUndardnetwort