4/5G時(shí)延分析
在上行鏈路和下行鏈路方向上,從無線協(xié)議層2/3 SDU入口點(diǎn)通過無線接口向無線協(xié)議層2/3?SDU出口點(diǎn)成功遞送應(yīng)用層分組/消息所需的時(shí)間,其中UE設(shè)備和基站接收都不受DRX限制。
對(duì)于URLLC,上行的用戶面時(shí)延目標(biāo)應(yīng)為0.5ms,下行的目標(biāo)應(yīng)為0.5mm。此外,如果可能的話,時(shí)延也應(yīng)該足夠低,以支持使用NR技術(shù)作為可以在NR接入架構(gòu)中使用的無線傳輸技術(shù)。
對(duì)于eMBB,上行的用戶面時(shí)延目標(biāo)應(yīng)為4ms,下行也為4ms。
對(duì)于eMBB值,評(píng)估需要以有效的方式考慮與數(shù)據(jù)分組傳輸相關(guān)的所有典型時(shí)延(例如,未預(yù)分配資源時(shí)的適用程序時(shí)延、平均HARQ重傳時(shí)延、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的影響)。
當(dāng)衛(wèi)星鏈路參與與用戶設(shè)備的通信時(shí),GEO衛(wèi)星系統(tǒng)的用戶面RTT目標(biāo)可高達(dá)600ms,MEO衛(wèi)星系統(tǒng)的目標(biāo)可高至180ms,LEO衛(wèi)星系統(tǒng)則高達(dá)50ms。
對(duì)于衛(wèi)星情況,評(píng)估需要考慮與GEO衛(wèi)星系統(tǒng)相關(guān)的最大RTT。
對(duì)于不頻繁的應(yīng)用層小分組/消息傳輸,當(dāng)移動(dòng)設(shè)備從其最“電池效率”狀態(tài)開始時(shí),將應(yīng)用層分組/消息從移動(dòng)設(shè)備處的無線協(xié)議層2/3 SDU入口點(diǎn)成功地傳遞到RAN中的無線協(xié)議協(xié)議層2/3?SDU出口點(diǎn)所需的時(shí)間。
對(duì)于上面的定義,對(duì)于在最大MCL(164dB)下測量的20字節(jié)應(yīng)用程序包(具有對(duì)應(yīng)于105字節(jié)物理層的未壓縮IP報(bào)頭),上行鏈路上的延遲不得超過10秒。
根據(jù)URLLC、eMBB和mMTC的上述時(shí)延要求,很明顯,mMTC是時(shí)延容忍業(yè)務(wù)。因此,NR時(shí)延評(píng)估和潛在增強(qiáng)應(yīng)主要關(guān)注eMBB和URLLC。
可以分別針對(duì)上下行執(zhí)行NR時(shí)延評(píng)估??紤]到NR AS網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)級(jí)別的架構(gòu):CU和TRP。CU與TRP之間的時(shí)延可以是理想的,也可以是非理想的。如果理想,CU和TRP之間的時(shí)延可以視為0ms;如果它不是理想的,它可能高達(dá)幾十毫秒。在進(jìn)行NR時(shí)延評(píng)估時(shí),不考慮CU和TRP之間的延遲。
1) 下行時(shí)延評(píng)估
在LTE中,基于下圖評(píng)估下行時(shí)延:

LTE 下行時(shí)延基于以下公式計(jì)算:
DUP[ms]=1.5+1+1.5+n*8(n=0.1)=4.8ms
對(duì)于NR,下行時(shí)延也可以基于上圖和公式進(jìn)行分析,但一些參數(shù)根據(jù)物理層中的新NR設(shè)計(jì)而改變:
考慮到自包含的結(jié)構(gòu),即相同TTI中的數(shù)據(jù)和相應(yīng)反饋,可以假設(shè)eNB和UE處理時(shí)延均為0.1ms(即數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖疃蘐TI)到一個(gè)NR時(shí)隙。考慮到LTE eNB和UE處理時(shí)延為3ms,如果NR使用0.1ms進(jìn)行評(píng)估,則意味著UE和eNB處理延遲應(yīng)減少(3-0.1)/3=97%。這對(duì)于UE和eNB實(shí)現(xiàn)來說太過限制。因此,可以使用一個(gè)NR時(shí)隙進(jìn)行評(píng)估;
HARQ RTT可以假設(shè)為UE處理時(shí)間+eNB處理時(shí)間+2*TTI=2*NR時(shí)隙+2*TTI;
TTI長度可以從0.1ms更改為一個(gè)時(shí)隙。在以下評(píng)估中,將使用0.1ms。
NR時(shí)隙在物理層幀結(jié)構(gòu)討論中,兩個(gè)最可能的值是0.5和1ms,用于下面的分析。

eMBB的下行時(shí)延可以滿足,但存在無法滿足URLLC時(shí)延的風(fēng)險(xiǎn)。
2) 上行時(shí)延評(píng)估
在LTE中,基于下表評(píng)估LTE 上行時(shí)延:

對(duì)于NR,也可以基于上圖和公式來分析上行時(shí)延,但根據(jù)新的物理層NR設(shè)計(jì),一些參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。
使用與下行分析相同的推理,可以使用一個(gè)NR時(shí)隙進(jìn)行評(píng)估,一個(gè)NR用于HARQ RTT,以及0.1ms TTI。

下面列出了四種可能的方法來優(yōu)化URLLC的NR用戶平面延遲。它們可以聯(lián)合使用以獲得更好的延遲性能。
優(yōu)化用戶面協(xié)議棧
對(duì)于URLLC,為了減少用戶面時(shí)延,可以考慮對(duì)用戶面協(xié)議棧進(jìn)行一些優(yōu)化。比如省略分段、級(jí)聯(lián)和ARQ函數(shù)。
引入承載復(fù)制
為了減少用戶平時(shí)延并同時(shí)確保其可靠性,應(yīng)引入承載復(fù)制,其目的是通過不同路徑傳輸相同的數(shù)據(jù)包。它可以減少HARQ延遲。
使用免授權(quán)調(diào)度
使用無授權(quán)調(diào)度可以減少SR請求和UL數(shù)據(jù)的資源分配之間的用戶面時(shí)延。隨著無授權(quán)調(diào)度的引入,應(yīng)該考慮沖突UL傳輸?shù)母偁帣z測。
使用更短的TTI
使用更短的TTI可以減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延。