Технологии обеспечения сверхнадежной и низкозадерживающей связи: с точек зрения уровней PHY и MAC

Ожидается, что сети пятого поколения (5G) обеспечат три ключевых сервиса — улучшенную мобильную широкополосную связь, массовые коммуникации типа «машина‑машина» и сверхнадежную связь с низкой задержкой (URLLC). Согласно требованиям 3rd Generation Partnership Project (3GPP) к URLLC, надежность единственной передачи 32-байтного пакета должна составлять не менее 99,999%, а задержка — не более 1 мс. Такой беспрецедентный уровень надежности и задержки откроет новые приложения, такие как интеллектуальные энергосети, промышленная автоматизация и интеллектуальные транспортные системы. В этом обзоре представлены потенциальные будущие приложения URLLC и суммированы соответствующие требования к надежности и задержке. Представлено всестороннее обсуждение техник на физических (PHY) и канальном (MAC) уровнях, обеспечивающих URLLC, с рассмотрением как лицензированных, так и нелицензированных диапазонов. Оценены соответствующие PHY- и MAC-методы с точки зрения их способности повышать надежность и снижать задержку. Отмечено, что обеспечение сосуществования Long-Term Evolution (LTE) в нелицензированном спектре также может служить потенциалом для URLLC в нелицензированной полосе, приведены численные оценки. Наконец, обсуждаются возможные направления будущих исследований и проблемы достижения требований URLLC.