This paper investigates the effective capacity of a point-to-point ultra-reliable low latency communication(URLLC)transmission over multiple parallel sub-channels at finite blocklength(FBL)with imperfect channel state...This paper investigates the effective capacity of a point-to-point ultra-reliable low latency communication(URLLC)transmission over multiple parallel sub-channels at finite blocklength(FBL)with imperfect channel state information(CSI).Based on reasonable assumptions and approximations,we derive the effective capacity as a function of the pilot length,decoding error probability,transmit power and the sub-channel number.Then we reveal significant impact of the above parameters on the effective capacity.A closed-form lower bound of the effective capacity is derived and an alternating optimization based algorithm is proposed to find the optimal pilot length and decoding error probability.Simulation results validate our theoretical analysis and show that the closedform lower bound is very tight.In addition,through the simulations of the optimized effective capacity,insights for pilot length and decoding error probability optimization are provided to evaluate the optimal parameters in realistic systems.展开更多
现有蜂窝5G/B5G高可靠低时延通信(ultra-reliable and low latency communications,URLLC)标准3GPP Release 17-18采用经典正交频分复用(OFDM)多载波波形传输,因其工作在授权频带,较少考虑URLLCOFDM多载波传输抗干扰策略。未来工业物联...现有蜂窝5G/B5G高可靠低时延通信(ultra-reliable and low latency communications,URLLC)标准3GPP Release 17-18采用经典正交频分复用(OFDM)多载波波形传输,因其工作在授权频带,较少考虑URLLCOFDM多载波传输抗干扰策略。未来工业物联网异构多服务质量(quality of service,QoS)业务大部分部署于非授权频带,其无线通信链路变得复杂,现有URLLC-OFDM波形无法完全为工业物联网信息传输提供高可靠性、低时延的苛刻要求。首先,基于子载波可配置的OFDMA,将鲁棒性更高的子载波跳频(subcarrier frequency hopping,Sub-FH)技术应用于OFDMA中(即Sub-FH/OFDMA),以提高信号传输可靠性。然后,设计将Sub-FH/OFDMA波形融合到以微时隙为基本单位的调度策略中。该调度策略采用Hamming编码+微时隙结合的混合自动重传请求(HARQ)机制,有效降低端到端传输的重传次数,旨在提升节点传输的实时性。并推导了信息误码(块)率与重传次数的折中理论关系。仿真结果表明,在面对外部电磁干扰和内部多用户干扰时,该方案能够保障物联网节点的稳定传输质量,并在目标误块率为10-5时实现毫秒级短数据包的传输时延。通过波形设计和MAC时隙调度的跨层级设计,为未来B5G/6G通信在复杂工业物联网场景中的实际应用提供了可行解决方案。展开更多
智能电网利用新一代信息技术实现网络安全、可靠、高效地运行。智能电网邻域网(Smart Grid Neighborhood Area Network,SGNAN)负责处理终端发送到数据集中单元的数据,对数据传输有较高的实时性和可靠性要求。采用5G uRLLC(Ultra-reliabl...智能电网利用新一代信息技术实现网络安全、可靠、高效地运行。智能电网邻域网(Smart Grid Neighborhood Area Network,SGNAN)负责处理终端发送到数据集中单元的数据,对数据传输有较高的实时性和可靠性要求。采用5G uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communication)技术建立SGNAN的上行链路资源调度模型,并给出解决方案。该方案依据优先级动态分配资源,定义分配矩阵、速率矩阵表示系统吞吐量(目标函数),使用改进的人工蜂群算法求得系统的最优资源分配方案。实验结果表明,该方案能够有效保证终端实时性、公平性,并改善系统的吞吐量。展开更多
研究增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)和超可靠低时延通信(Ultra-reliable Low-latency Communications,URLLC)的资源分配问题。给URLLC业务提供频谱接入的同时,为了减少对现有eMBB业务的干预,解决URLLC和eMBB业务之间的...研究增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)和超可靠低时延通信(Ultra-reliable Low-latency Communications,URLLC)的资源分配问题。给URLLC业务提供频谱接入的同时,为了减少对现有eMBB业务的干预,解决URLLC和eMBB业务之间的资源分配问题,在两者组成的无线系统中,提出一种罚函数算法,引入惩罚项将约束最优化问题转换为对一系列无约束最优化问题的求解。仿真实验结果表明,在满足URLLC业务时延和可靠性约束的前提下,提出算法能保持较高的eMBB业务数据传输速率。展开更多
在6G物联网时代,海量终端设备智慧互联,发掘环境信息提高生活质量,创造更加智能的世界。随着经济社会和工业的发展,工业物联网(industrial internet of things,IIoT)中工业节点的数量以惊人的速度增长,这些工业节点间实时传输交换信息,...在6G物联网时代,海量终端设备智慧互联,发掘环境信息提高生活质量,创造更加智能的世界。随着经济社会和工业的发展,工业物联网(industrial internet of things,IIoT)中工业节点的数量以惊人的速度增长,这些工业节点间实时传输交换信息,对通信的时延和可靠性提出了更高要求。在有限的时频资源和严格的通信质量要求下,为保证IIoT中海量终端的超可靠超低时延通信(ultra-reliable and low-latency communication,URLLC),需要从低时延、可靠性、能量效率、频谱效率和可拓展性等方面对存在的关键问题进行分析。在工业物联网场景下,结合URLLC的特点和需求,研究了工业物联网中通信的关键问题:活跃用户检测、随机接入、资源分配和通算融合中的挑战和机遇,对关键问题以及现有技术进行总结分析后,提出了未来的研究方向。展开更多
基金supported by the National Natural Science Foundation of China under grant 61941106。
文摘This paper investigates the effective capacity of a point-to-point ultra-reliable low latency communication(URLLC)transmission over multiple parallel sub-channels at finite blocklength(FBL)with imperfect channel state information(CSI).Based on reasonable assumptions and approximations,we derive the effective capacity as a function of the pilot length,decoding error probability,transmit power and the sub-channel number.Then we reveal significant impact of the above parameters on the effective capacity.A closed-form lower bound of the effective capacity is derived and an alternating optimization based algorithm is proposed to find the optimal pilot length and decoding error probability.Simulation results validate our theoretical analysis and show that the closedform lower bound is very tight.In addition,through the simulations of the optimized effective capacity,insights for pilot length and decoding error probability optimization are provided to evaluate the optimal parameters in realistic systems.
文摘现有蜂窝5G/B5G高可靠低时延通信(ultra-reliable and low latency communications,URLLC)标准3GPP Release 17-18采用经典正交频分复用(OFDM)多载波波形传输,因其工作在授权频带,较少考虑URLLCOFDM多载波传输抗干扰策略。未来工业物联网异构多服务质量(quality of service,QoS)业务大部分部署于非授权频带,其无线通信链路变得复杂,现有URLLC-OFDM波形无法完全为工业物联网信息传输提供高可靠性、低时延的苛刻要求。首先,基于子载波可配置的OFDMA,将鲁棒性更高的子载波跳频(subcarrier frequency hopping,Sub-FH)技术应用于OFDMA中(即Sub-FH/OFDMA),以提高信号传输可靠性。然后,设计将Sub-FH/OFDMA波形融合到以微时隙为基本单位的调度策略中。该调度策略采用Hamming编码+微时隙结合的混合自动重传请求(HARQ)机制,有效降低端到端传输的重传次数,旨在提升节点传输的实时性。并推导了信息误码(块)率与重传次数的折中理论关系。仿真结果表明,在面对外部电磁干扰和内部多用户干扰时,该方案能够保障物联网节点的稳定传输质量,并在目标误块率为10-5时实现毫秒级短数据包的传输时延。通过波形设计和MAC时隙调度的跨层级设计,为未来B5G/6G通信在复杂工业物联网场景中的实际应用提供了可行解决方案。
文摘智能电网利用新一代信息技术实现网络安全、可靠、高效地运行。智能电网邻域网(Smart Grid Neighborhood Area Network,SGNAN)负责处理终端发送到数据集中单元的数据,对数据传输有较高的实时性和可靠性要求。采用5G uRLLC(Ultra-reliable and Low Latency Communication)技术建立SGNAN的上行链路资源调度模型,并给出解决方案。该方案依据优先级动态分配资源,定义分配矩阵、速率矩阵表示系统吞吐量(目标函数),使用改进的人工蜂群算法求得系统的最优资源分配方案。实验结果表明,该方案能够有效保证终端实时性、公平性,并改善系统的吞吐量。
文摘研究增强移动宽带(Enhanced Mobile Broadband,eMBB)和超可靠低时延通信(Ultra-reliable Low-latency Communications,URLLC)的资源分配问题。给URLLC业务提供频谱接入的同时,为了减少对现有eMBB业务的干预,解决URLLC和eMBB业务之间的资源分配问题,在两者组成的无线系统中,提出一种罚函数算法,引入惩罚项将约束最优化问题转换为对一系列无约束最优化问题的求解。仿真实验结果表明,在满足URLLC业务时延和可靠性约束的前提下,提出算法能保持较高的eMBB业务数据传输速率。
文摘在6G物联网时代,海量终端设备智慧互联,发掘环境信息提高生活质量,创造更加智能的世界。随着经济社会和工业的发展,工业物联网(industrial internet of things,IIoT)中工业节点的数量以惊人的速度增长,这些工业节点间实时传输交换信息,对通信的时延和可靠性提出了更高要求。在有限的时频资源和严格的通信质量要求下,为保证IIoT中海量终端的超可靠超低时延通信(ultra-reliable and low-latency communication,URLLC),需要从低时延、可靠性、能量效率、频谱效率和可拓展性等方面对存在的关键问题进行分析。在工业物联网场景下,结合URLLC的特点和需求,研究了工业物联网中通信的关键问题:活跃用户检测、随机接入、资源分配和通算融合中的挑战和机遇,对关键问题以及现有技术进行总结分析后,提出了未来的研究方向。
