Joint Frame Design and Resource Allocation for Ultra-Reliable and Low-Latency Vehicular Networks
第五代移动通信系统的迅速发展，加速了车对车通信的实现。与其他类型的车辆通信相比，车辆到车辆（V2V）通信主要集中在与相邻车辆交换驾驶安全信息，这需要超可靠和低延迟通信（URLLC）。然而，由于严格的延迟要求，帧大小在V2V URLLC中显著缩短，因此从大小的角度来看，与有效载荷信息相比，开销不再可以忽略不计。在本文中，我们研究的帧设计和资源分配的城市V2V URLLC系统中，上行链路的蜂窝资源重用在GPRS模式。具体来说，我们首先分析了V2V对和蜂窝用户的性能的下限基于常规导频方案和叠加导频方案。在此基础上，提出了一种帧设计算法和一种半持久调度算法，以合理的复杂度实现最优的帧设计和资源分配。仿真结果表明，所提出的帧设计和资源分配方案能够很好地满足V2V对的URLLC要求，保证蜂窝用户的通信质量。
2020-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
Ultra-Reliable and Low-Latency Communications Using Proactive Multi-cell Association
传统上，实现可靠的通信依赖于闭环方法，但由于复杂的反馈机制和信令风暴，不可避免地会产生大量的网络延迟。因此，这种闭环方法束缚了当前蜂窝网络，在高可靠性和低延迟之间进行权衡。为了完全避免闭环通信带来的延迟，研究如何在异构网络（HetNet）中联合使用开环通信和多小区关联，实现超可靠、低延迟的通信。首先介绍了HetNet中的移动用户如何采用所提出的主动多小区关联（PMCA）方案来形成由多个接入点（AP）组成的虚拟小区，然后分析了通信可靠性和延迟性能。我们表明，通信的可靠性可以显着提高PMCA计划，并通过优化的用户和AP的密度最大化。对上下行链路时延进行了分析，结果表明，采用PMCA方案并合理分配每个AP的无线资源，可以在单个用户的虚拟小区内实现极低的时延。
2021-01-22 cs.IT math.IT
In-Band Pilot Overhead in Ultra-Reliable Low Latency Decode and Forward Relaying
在URLLC中，由于严格的延迟和可靠性要求，短消息通信的性能高度依赖于训练序列长度。在本文中，我们研究了合作和非合作传输下的不完美信道估计和瑞利衰落URLLC的性能。除了用于比较目的的平均功率约束之外，我们还假设对导频符号的峰值功率约束。我们得到的最佳训练长度作为块长度和功率约束因子的函数，以满足URLLC的要求。此外，仿真结果显示了与点对点传输相比，导频开销对协作通信的可靠性、延迟和有效吞吐量的影响
2019-03-06 cs.IT math.IT
Low-latency Ultra Reliable 5G Communications: Finite-Blocklength Bounds and Coding Schemes
未来的自主系统需要能够支持对延迟和可靠性的极其严格的要求的无线连接。在本文中，我们利用有限块长度信息论领域的最新发展，以说明如何优化设计的无线系统中存在这样严格的约束。专注于一个多天线瑞利块衰落信道，我们得到的最大数量的比特，可以在给定的带宽，延迟和可靠性的限制，使用类似于LTE的正交频分复用系统进行传输的界限。这些界限揭示了延迟、带宽、速率和可靠性之间的基本相互作用。此外，他们建议如何最佳地使用可用的空间和频率分集。最后，我们使用我们的界限基准的实际编码方案，涉及短数据包的传输性能。
2016-11-26 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable Low Latency Communication (URLLC) using Interface Diversity
未来5G系统的一个重要组成部分将是超可靠低延迟通信（URLLC）。一种在不干预基带/PHY层设计的情况下提供URLLC的方法是使用接口多样性并集成多个通信接口，每个接口基于不同的技术。在这项工作中，我们建议使用编码无缝地分布编码的有效载荷和冗余数据在多个可用的通信接口。我们制定了一个优化问题，以找到有效载荷分配权重，最大限度地提高在特定的目标延迟值的可靠性。为了估计这样一个综合通信系统的延迟和可靠性方面的性能，我们提出了一个分析框架，结合传统的可靠性模型与特定技术的延迟概率分布。我们的模型是能够占失败的接口/技术之间的相关性。通过考虑不同的情况下，我们发现，优化的策略可以在某些情况下显着优于策略的基础上$k$ -出- $n$纠删码，后者不占不同的接口的特性。该模型已通过仿真验证，并得到实验结果的支持。
2017-11-21 cs.IT math.IT
Short Block-length Codes for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
本文综述了超可靠低延迟通信（URLLC）中的信道编码技术。URLLC服务的严格要求，例如超高可靠性和低延迟，使其成为第五代（5G）移动系统中最具挑战性的功能。对于5G承诺之外的服务，如远程手术和工厂自动化，这个问题更具挑战性，这些服务要求延迟小于1 ms，故障率低至$10^{-9}$。URLLC的非常低的延迟要求不允许使用诸如重传的传统方法来增加可靠性。另一方面，为了保证延迟要求，块长度需要很小，因此最初针对中等到长的块长度设计和优化的传统信道码对于短块显示出显著的缺陷。本文综述了短块长度的信道编码技术，并从性能和复杂度方面对它们进行了比较。确定了几个重要的研究方向，并详细讨论了几种可能的解决方案。
2018-09-05 cs.IT math.IT
Energy-Latency Tradeoff in Ultra-Reliable Low-Latency Communication with Retransmissions
随着物联网（IoT）和触觉互联网的出现，高保真、实时交互式应用被设想为通过超可靠低延迟通信（URLLC）。由于数据包大小、重传轮次和延迟以及发射功率之间的重要相互作用，利用时间分集以能量有效的方式满足URLLC要求是一项具有挑战性的任务。在本文中，我们研究了基本的能量延迟权衡URLLC系统采用增量冗余（IR）混合自动重传请求（HARQ）。我们铸造的平均能量最小化问题的有限块长度（延迟）的约束和反馈延迟，这是非凸的。我们提出了一个动态规划算法的能源效率的IR-HARQ优化的重传次数，块长度和每轮的功率。数值结果表明，我们的IR-HARQ方法可以提供约25%的节能相比，一次发射（无HARQ）。
2018-05-03 cs.IT cs.NI math.IT
Latency Analysis of Systems with Multiple Interfaces for Ultra-Reliable M2M Communication
满足任务关键型机器类型通信（MTC）应用的超可靠低延迟通信的要求的方法之一是集成多个通信接口。为了估计这样一个综合通信系统的延迟和可靠性方面的性能，我们提出了一个分析框架，结合传统的可靠性模型与特定技术的延迟概率分布。在我们提出的模型中，我们演示了如何考虑技术之间的故障相关性。我们展示了光纤和不同蜂窝技术的考虑场景如何实现高达5个9的可靠性，以及如何使用分组拆分来大幅减少延迟，同时保持4个9的可靠性。该模型已通过仿真验证。
2016-05-07 cs.IT cs.NI math.IT
Interference Mitigation for Ultrareliable Low-Latency Wireless Communication
本文提出了在工业自动化环境中提供超可靠低延迟无线通信的干扰缓解技术，其中从控制器到执行器的多个传输相互干扰。信道衰落和干扰是无线通信中的主要障碍。本文利用最近提出的"占领奶牛“协议，该协议通过分布式接收机之间的两跳协作通信策略有效地利用广播机会和空间分集来对抗深度衰落，但指出由于该协议避免了频分正交传输的干扰，因此在实现超可靠性所需的带宽方面不可扩展，当多个控制器同时与多个致动器通信时（类似于多小区网络的下行链路）。本文的主要观察是，在第一阶段的全频率复用，以及连续解码和干扰消除，可以显着提高该策略的性能。我们提出了两个协议，这取决于是否干扰消除或避免在第二阶段中实施，并表明，都优于占领牛在所需的带宽和功率方面实现超可靠性在实际值的发射功率。
2019-03-11 cs.IT math.IT
Rate Analysis of Ultra-Reliable Low-Latency Communications in Random Wireless Networks
在这封信中，我们分析了可实现的超可靠低延迟通信（URLLC）在随机建模的无线网络的速率。我们使用两个数学工具来正确地描述所考虑的系统：i）随机几何模型的空间位置的发射机在网络中，和ii）有限块长度分析，以反映短数据包的功能。利用这些工具，我们推导出一个积分形式的表达的解码错误概率的函数的目标速率，路径损耗指数，通信范围，密度，和信道编码长度。我们还得到了一个紧逼近的封闭形式。从分析结果的主要发现是，在URLLC中，增加信号干扰比（SIR）带来的速率性能的显着改善相比，增加信道编码长度。通过仿真，我们表明，分数频率复用通过减少相互干扰的量来提高区域频谱效率。
2019-10-30 cs.IT math.IT
Ultra-Reliable and Low-Latency Communications in 5G Downlink: Physical Layer Aspects
超可靠和低延迟通信（URLLC）是5G中的新服务类别，以适应具有严格延迟和可靠性要求的新兴服务和应用。为了支持URLLC，在称为5G新无线电（NR）的空中接口中应该有演进和革命性的变化。在本文中，我们提供了URLLC的最新概述，重点是5G NR下行链路中的物理层挑战和解决方案。我们强调URLLC的关键要求，然后阐述物理层的问题和使能技术，包括数据包和帧结构，调度方案，和可靠性改进技术，这已经在3GPP版本15标准化讨论。
2018-08-23 cs.IT math.IT
Twin-Timescale Radio Resource Management for Ultra-Reliable and Low-Latency Vehicular Networks
为了有效地支持与安全相关的车辆应用，超可靠和低延迟通信（URLLC）概念已成为车辆网络（VNC-IoT）不可或缺的组成部分。由于VNCN的高移动性，基于这种短期CSI评估来交换近瞬时信道状态信息（CSI）和做出可靠的资源分配决策是不实际的。在本文中，我们考虑的车辆到基础设施（V2 I）系统的下行链路设想为URLLC基于理想化的完美和现实的不完美CSI。通过利用大规模MIMO概念的益处，基于新颖的双时间尺度视角来制定两阶段无线电资源分配问题，以避免近瞬时CSI的频繁交换。具体而言，基于普遍的道路交通密度，第1阶段被构造为在长期时间尺度上最小化最坏情况下的传输延迟。在阶段2中，基站根据所遇到的大规模衰落CSI以短期时间尺度分配总功率，以最小化所有车辆用户之间的最大传输延迟。然后，我们的V2 I URLLC系统的主要算法和辅助算法的设想，以找到双时标资源分配问题的最优解，特别强调的复杂性。仿真结果表明，所提出的资源分配方案能有效降低最大传输时延，且对道路交通密度的波动不敏感.
2020-02-18 cs.IT math.IT
Ultra-low Latency, Low Energy and Massiveness in the 6G Era via Efficient CSIT-limited Schemes
信道状态信息（CSI）是传统无线通信系统的关键组成部分。这在支持具有严格的服务质量约束的服务的未来网络中可能不再成立，所述服务约束诸如极低延迟、低能量和/或大量同时连接的设备，其中获取CSI将变得极其昂贵或甚至不切实际。我们概述了CSI在发射机侧（CSIT）的设计对6 G时代的主要限制，评估如何设计和使用有效的CSIT有限的计划，允许满足新的和严格的要求，并强调了一些关键的研究方向。我们深入研究了有效分配导频序列的想法，依赖于统计CSIT和/或使用基于位置的策略，并通过选定的用例证明了可行性。
2020-09-14 cs.IT math.IT
Effective Energy Efficiency of Ultra-reliable Low Latency Communication
有效容量定义了受特定延迟约束的最大通信速率，而有效能量效率（effective energy efficiency，EEE）表示有效容量与功耗之间的比率。我们分析了超可靠网络在有限块长度制度下运行的可靠性。我们得到了一个封闭的形式近似的准静态Nakagami- $m$（和瑞利作为子情况）衰落信道的功率，错误概率和延迟的函数的衰减。此外，我们描述了QoS约束的最大化问题的不同的功耗模型，这表明有限和无限块长度编码之间的显着差异，就最大化和最优功率分配策略。如文献中所述，使用一次传输实现超可靠性消耗大量功率，这不适用于能量有限的物联网设备。在此上下文中，考虑机器类型通信（MTC）中的空缓冲器概率和扩展最大延迟容限共同增强了容错性，并允许自适应重传错误分组。我们的分析表明，通过最小化非空缓冲区概率来获得每次传输的最佳错误概率接近最优解，同时通过Dinkelbach算法进行分析。此外，结果表明，通过应用自适应重传协议，同时牺牲了有限的延迟增加的功率节省和显着的带宽增益。
2021-01-20 cs.IT math.IT
Towards Low-Latency and Ultra-Reliable Virtual Reality
虚拟现实（VR）有望成为5G网络的重要应用之一。然而，需要克服许多技术瓶颈和挑战，以促进其广泛采用。特别是，VR在高吞吐量、低延迟和可靠通信方面的要求需要跨多个学科的创新解决方案和基础研究。有鉴于此，本文讨论了超可靠和低延迟VR的挑战和推动因素。此外，在交互式VR游戏街机案例研究中，我们表明，利用毫米波通信、边缘计算和主动缓存的智能网络设计可以实现无线VR的未来愿景。
2018-01-23 cs.IT cs.NI math.IT
Energy-Efficient Resource Allocation for Ultra-reliable and Low-latency Communications
超可靠和低延迟通信（URLLC）预计将得到支持，而不会影响资源使用效率。在本文中，我们研究了如何最大限度地提高能源效率（EE）的URLLC下严格的服务质量（QoS）的要求，施加在端到端（E2E）延迟和整体的数据包丢失，其中E2E延迟包括排队延迟和传输延迟，和整体的数据包丢失包括排队延迟违规，有限块长度的信道编码的传输错误，并在深衰落主动丢包。发射功率，带宽和激活天线的数量联合优化，以最大限度地提高系统的EE下的QoS约束。由于有限块长度信道码的可达速率在无线电资源中不是凸的，因此优化资源分配是具有挑战性的。通过分析优化问题的性质，得到了全局最优解。仿真和数值结果验证了分析的正确性，并表明与现有策略相比，该策略可以显著提高能效。
2017-07-31 cs.IT math.IT
Adaptive Cooperative Transmission Design for Ultra-Reliable Low-Latency Communications via Deep Reinforcement Learning
University of Victoria（维多利亚大学）
针对两跳协作通信中满足超可靠低延迟通信（URLLC）严格要求的挑战，本文提出一种基于双智能体强化学习的DRL-CoLA算法，将收发器配置建模为MDP以分布式学习延迟感知策略，仿真证明其在严格延迟下实现近最优可靠性。
2025-11-04 cs.AI cs.IT math.IT
Delivering Ultra-Reliable Low-Latency Communications via Statistical Radio Maps
超可靠低延迟通信（URLLC）的高可靠性保证要求准确了解信道统计信息，并将其用作速率选择的输入。利用信道统计的空间一致性作为一种有前途的解决方案出现，允许基站预测传播条件，并从网络的先前用户收集的样本中为新用户选择通信参数。基于这一想法，本文提供了一个及时的框架，利用远程信道空间相关性，通过所谓的统计无线电地图，使URLLC通信与给定的统计保证。该框架的例子是预测的信道容量分布在一个基于位置的无线电地图和在一个潜在的空间呈现的信道图，后者是一个本地化的自由的方法基于信道状态信息（CSI）。它还示出了如何使用的地图，以选择在一个新的位置，实现目标水平的可靠性的传输速率。最后，对未来的研究方向和面临的挑战进行了讨论。
2022-09-22 cs.IT math.IT
Latency and Resource Utilization Analysis for V2X Communication over LTE MBSFN Transmission
在本文中，我们研究了LTE多播广播单频网络（MBSFN）的性能。LTE-MBSFN被认为是用于车辆通信的最有前途的候选者之一，其可以增强车辆应用业务的可靠性。这是由于通过采用多媒体广播/多播服务（MBMS）将信息并行地多播（点对多点传输）到若干车辆来有效地支持车辆之间的消息交换的可能性而实现的。我们研究了两个度量来衡量MBMS/MBSFN传输与用于车辆通信的标准单播传输相比的性能：分组递送的延迟和由车辆流量引起的开销，即，网络利用率此外，我们提出了技术的预测系统的行为和探讨的影响，传输带宽和传输速率上提到的指标。
2015-10-22 cs.IT cs.NI math.IT
Improving Network Availability of Ultra-Reliable and Low-Latency Communications with Multi-Connectivity
超可靠和低延迟通信（URLLC）对服务质量和网络可用性有严格的要求。由于路径损耗和阴影的存在，要保证URLLC的严格要求并具有满意的通信范围是非常具有挑战性的。在本文中，我们首先提供了一个定量的定义，在短块长度制度的网络可用性：的概率，可靠性和延迟的要求，可以满足时，块长度的信道码是短的。然后，我们建立了一个框架，以最大限度地提高可用范围，定义为最大的通信距离受到网络可用性的要求，通过利用多连接。基本思想是使用设备到设备（D2D）和蜂窝链路来传输每个分组。考虑在D2D和蜂窝链路之间具有相关阴影的实际设置。此外，由于解码分组的处理延迟在URLLC中是不可忽略的，它对可用范围的影响进行了研究。通过比较不同传输模式的适用范围，得出了一些对传输模式选择的有益启示。仿真和数值结果验证了我们的分析，并表明多连接可以显着提高D2D和蜂窝链路的可用范围。
2018-06-17 cs.IT math.IT
Wireless Access in Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC)
未来的连接格局，特别是5G无线系统将采用超可靠低延迟通信（URLLC）。URLLC用例中高可靠性和低延迟要求的结合使得无线接入设计在协议设计和相关传输技术方面都非常具有挑战性。本文的目的是提供一个广泛的视角，在URLLC的基本权衡以及在建设接入协议中使用的原则。在URLLC的上下文中考虑了两种特定技术：大规模MIMO和多连接，也称为接口分集。本文还涉及到设计和评估极高的可靠性水平的适当的统计方法的重要问题。
2018-10-16 cs.IT cs.NI math.IT
Physical Layer Security for Ultra-Reliable and Low-Latency Communications
超可靠和低延迟通信（URLLC）是将由下一代无线网络提供的一类服务。出于对此类网络中安全问题的日益关注，本文重点讨论URLLC环境中的物理层安全（PLS）。PLS技术主要使用基于无线介质的固有随机性的传输设计来实现保密性。因此，PLS具有较低的复杂性，并且比传统密码学引起更少的延迟。在这篇文章中，我们首先介绍了适当的性能指标评估PLS在URLLC，说明延迟，可靠性和安全性之间的权衡。然后，我们确定了实现PLS URLLC的关键挑战性问题，并讨论了信道状态信息可以提供潜在的解决方案，这些问题的作用。最后，我们提出了我们的建议，在这一新兴领域的未来研究方向。
2019-06-20 cs.CR cs.IT math.IT
Low-Latency Spatial-Provenance Recovery Methods for Privacy-Constrained Vehicular Networks
Department of Electrical Engineering, Indian Institute of Technology Delhi（印度德里印度理工学院电气工程系）
针对隐私受限且需低延迟的车载网络，提出双段嵌入与三段嵌入两种协议，实现联合数据与空间溯源，在保证隐私的同时降低端到端延迟，提升溯源可靠性。
2026-08-18 cs.CR cs.IT cs.NI
Ultra-Reliable and Low-Latency Wireless Communication: Tail, Risk and Scale
确保5G无线网络及以后的超可靠和低延迟通信（URLLC）具有重要意义，目前正受到学术界和工业界的极大关注。在其核心，URLLC要求偏离预期的基于公用事业的网络设计方法，其中依赖于平均数量（例如，平均吞吐量、平均延迟和平均响应时间）不再是一种选择，而是必需的。相反，严重缺乏一个考虑延迟，可靠性，数据包大小，网络架构和拓扑（跨接入，边缘和核心）以及不确定性下决策的原则性和可扩展的框架。本文的首要目标是填补这一空白的第一步。为了实现这一愿景，在提供延迟和可靠性的定义之后，我们仔细研究了URLLC的各种推动因素及其固有的权衡。随后，我们将重点关注与超可靠和低延迟通信要求相关的大量技术和方法，以及它们在选定用例中的应用。这些结果为低延迟和高可靠性无线网络的设计提供了清晰的见解。
2018-08-23 cs.IT eess.SP math.IT
Ultra-Reliable Low-Latency Millimeter-Wave Communications with Sliding Window Network Coding
超可靠性和低延迟是新的第六代通信系统（xURLLC）的关键要求。在过去的几年中，为了增加吞吐量，在先进的无线通信中引入了自适应有源天线，特别是在毫米波（mmWave）领域。因此，提出了新的低层技术来应对高维和电子可操纵波束的实际挑战。从全向天线到高定向天线的转变呈现了一种新型的无线系统，其提供高带宽，但易受高损耗和高延迟变化的影响。传统的方法无法弥补这些先进系统中高吞吐量和低延迟之间不断扩大的差距。在这项工作中，我们将有效的滑动窗口网络编码解决方案在毫米波通信。虽然传统系统（如无速率码）改善了延迟，但跨层结果表明，由于毫米波信道的有损行为和较低层的重传机制，它们不提供低延迟通信（LLC -低于10 ms）。另一方面，固定滑动窗口随机线性网络编码（RLNC）能够实现LLC，甚至更好，自适应滑动窗口RLNC获得超可靠LLC（超可靠和低延迟通信（URLLC）- LLC，最大延迟低于10 ms，成功率超过99%）。
2022-09-15 cs.IT cs.NI math.IT
Cross-layer Optimization for Ultra-reliable and Low-latency Radio Access Networks
在本文中，我们提出了一个跨层优化的框架，以确保超高的可靠性和超低的延迟在无线接入网络，其中传输延迟和排队延迟都考虑。在传输时间较短的情况下，信道码的块长度是有限的，不能用香农容量来表征在给定传输错误概率下的最大可达速率。对于随机到达的数据包，某些数据包可能会违反排队延迟。此外，由于在典型情况下，中继延迟比信道相干时间短，因此即使在空间分集的情况下，保证中继延迟和传输错误概率所需的发射功率也将变得无界。为了确保所需的服务质量（QoS）与有限的发射功率，主动丢包机制。然后，总的分组丢失概率包括传输错误概率、传输延迟违规概率和分组丢弃概率。在QoS约束下，我们优化了丢包策略、功率分配策略和带宽分配策略，以最小化发送功率。最优解的获得，这取决于信道和队列状态信息。仿真和数值结果验证了我们的分析，并表明设置分组丢失概率相等是一个接近最优的解决方案。
2017-10-07 cs.IT math.IT
Block Orthogonal Sparse Superposition Codes for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
低速率和短分组传输对于超可靠低延迟通信（URLLC）是重要的。本文提出了一类新的URLLC稀疏叠加码，称为块正交稀疏叠加（BOSS）码。我们首先提出了一个代码构造方法的有效编码的BOSS码。其核心思想是通过字典矩阵的正交列的叠加和顺序位映射策略来构造码字。我们还提出了一个近似的最大后验概率（MAP）解码器与两个阶段。近似MAP解码器经由并行解码结构显著地减少了解码延迟，同时保持与极化码的连续消除列表（SCL）解码器相当的解码复杂度。此外，为了衡量在有限块长度制度的代码性能，我们推导出一个精确的解析表达式块出错率（BLER）的单层BOSS码的相关代码参数。最后，我们提出了一个循环冗余校验辅助BOSS（CA-BOSS）码，简单的列表解码，以提高代码的性能。我们的实验验证，CA-BOSS与简单的列表解码器优于CA极化码与SCL解码在低速率和有限块长度的制度，同时实现有限块长度的容量上限内的一dB的信噪比。
2022-08-14 cs.IT math.IT
Post-Quantum Security for Ultra-Reliable Low-Latency Heterogeneous Networks
我们考虑的问题，后量子安全和超可靠的通信，通过一个异构网络组成的多个连接。三个性能指标被认为是：安全性，吞吐量，并按顺序交付延迟。在这种情况下，以前的工作已经看过，个别地，在有序的交付延迟和吞吐量之间的权衡，以及安全性和吞吐量之间。这是第一个工作，考虑所有三个异构通信网络之间的权衡，同时考虑到计算复杂性。本文提出了一种低延迟的混合通用网络编码密码体制LL-HUNCC。LL-HUNCC是一种高效的编码方案，其允许通过仅加密被发送的信息的一小部分来在噪声不可信的异构网络上进行安全通信。该方案提供了具有高吞吐量和低有序传递延迟保证的后量子安全性。我们通过模拟来评估LL-HUNCC，该模拟是由涉及卫星通信链路和5G通信网络的异构通信的实际场景启发的。在这种情况下，我们将LL-HUNCC与最先进的通信路径进行比较，其中所有通信路径都通过后量子公钥密码系统进行加密。
2021-08-13 cs.IT math.IT
A Statistical Learning Approach to Ultra-Reliable Low Latency Communication
任务关键型应用程序需要超可靠低延迟（URLLC）无线连接，其中数据包错误率（PER）降至$10^{-9}$。只有在与URLLC系统运行的统计模型相关时，粗体可靠性数字的实现才有意义。然而，该模型通常是未知的，并且需要通过对无线环境进行采样来学习。在本文中，我们处理这个基本问题，在最简单的通信理论设置：选择一个动态的无线信道的传输速率，以保证高传输可靠性。我们介绍了一种新的统计框架的设计和评估URLLC系统，包括三个关键组成部分：（i）信道模型选择;（ii）学习模型使用训练;（3）选择传输速率，以满足所需的可靠性。由于仅通过PER来指定URLLC要求是不够的，因此引入了两种类型的统计约束，平均可靠性（AR）和可能正确可靠性（PCR）。分析和评估表明，适当的模型选择和学习是必不可少的设计一致的物理层，渐近的行为，如果信道是完全已知的，同时保持URLLC系统的可靠性要求。
2018-09-14 cs.IT math.IT
Wireless Access for Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC): Principles and Building Blocks
超可靠低延迟通信（URLLC）是5G带来的一项重要新功能，有可能支持大量依赖关键任务链路的应用程序。在这篇文章中，我们首先讨论的原则，支持URLLC的角度来看，传统的假设和模型应用在通信/信息论。然后，我们将讨论如何将这些原则应用于系统设计的各个要素，如使用各种多样性的来源，设计的数据包和访问协议。重要的信息是需要优化信令信息的传输，以及需要精益使用各种多样性源。
2017-12-20 cs.IT cs.NI math.IT
Network Slicing for Ultra-Reliable Low Latency Communication in Industry 4.0 Scenarios
5G的一个重要创新是它在将工业生产转变为工业4.0方面的作用。具体而言，在许多情况下，超可靠低延迟通信（URLLC）将能够用无线连接取代电缆，并为设计和操作互连机器、机器人和设备带来自由。然而，并非所有工业链路都是URLLC类型的;例如，某些应用将需要高数据率。此外，这些工业网络将是高度异构的，具有各种通信技术。我们认为网络切片是一种处理网络需求的机制。我们提出的方法切片确定性和分组交换的工业通信协议的抽象层次是解耦的底层技术的具体实现。最后，我们展示了如何使用网络演算来评估网络切片的端到端属性。
2017-08-30 cs.IT cs.NI math.IT
A Flip-Syndrome-List Polar Decoder Architecture for Ultra-Low-Latency Communications
我们考虑极化解码器的实际硬件实现。为了减少由于连续消除（SC）的串行性质而导致的延迟，现有优化利用两种方法来改进并行性，即，多比特判决或减少的路径分裂。在本文中，我们将这两个过程结合成一个错误模式为基础的架构。它同时产生一组候选路径的多个比特与预存储的模式。对于速率-1（R1）或单奇偶校验（SPC）节点，我们证明了少量的确定性模式，以保证性能保护。对于一般节点，低权重错误模式在查找表中通过伴随式索引，并在O（1）时间内检索。所提出的翻转综合征列表（FSL）解码器完全并行化的所有组成代码块，而不牺牲性能，因此是适合于超低延迟的应用。同时，为了进一步降低复杂度和提高性能，提出了两种代码构造优化方法.
2018-08-06 cs.AR cs.IT math.IT
Towards Ultra-Reliable Low-Latency Communications: Typical Scenarios, Possible Solutions, and Open Issues
超可靠低延迟通信（URLLC）已经被认为是\emph{5th Generation}（5G）\emph {新无线电}（NR）中的三个新应用场景之一，其中已经指定了物理层设计方面。通过5G NR，我们可以保证无线接入网络的可靠性和延迟。然而，对于其中传输涉及无线电接入和广域核心网络两者的通信场景，无线电接入网络中的延迟仅贡献于\emph{end-to-end}（E2 E）延迟的一部分。在本文中，我们概述了延迟组件和分组丢失概率的URLLC的典型通信场景，并制定了E2 E延迟和整体分组丢失概率的约束条件。然后分别从物理层、链路层、网络层和跨层设计四个方面总结了可能的解决方案。最后，我们讨论了广域大规模网络中URLLC的预测和通信协同设计的开放问题。
2019-03-10 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Distribution Prediction for Link Adaptation in Ultra-Reliable Low-Latency Communications
超可靠低延迟通信（URLLC）用例的严格延迟和可靠性要求是第五代（5G）网络设计的主要驱动因素之一。链路自适应（LA）被认为是实现URLLC的瓶颈之一。在本文中，我们专注于预测的信号干扰加噪声比在用户，以提高LA。由于大多数具有最极端延迟和可靠性要求的URLLC用例的特征在于半确定性流量，因此我们建议利用干扰的时间相关性来计算预测下一次传输中的干扰功率所需的有用统计数据。该预测在LA上下文中被利用以最大化频谱效率，同时保证任意水平的可靠性。数值结果进行了比较与国家的最先进的干扰预测技术LA。我们发现，利用时间相关的干扰是一个重要的使URLLC。
2020-07-01 cs.IT eess.SP math.IT
Ultra-Reliable and Low-Latency Short-Packet Communications for Multihop MIMO Relaying
本文研究了短分组通信下的多跳多输入多输出中继网络，以实现超可靠性和低延迟通信。我们假设在发射侧利用发射天线选择（TAS）方案，而在接收侧利用选择组合（SC）或最大比组合（MRC）来实现分集增益。对于准静态瑞利衰落信道和有限块长度制度，我们推导出近似封闭形式的表达式的端到端（e2 e）块出错率（BLER）的TAS/MRC和TAS/SC计划。在高信噪比制度的渐近性能推导出，从TAS/MRC和TAS/SC计划的分集阶数，e2 e的BLER损失，和SNR差距的比较。还分析了所考虑的方案的e2 e延迟和吞吐量。通过蒙特卡罗模拟证实了我们分析的正确性。
2021-12-20 cs.IT eess.SP math.IT
Hierarchical Sparse Vector Transmission for Ultra Reliable and Low Latency Communications
Dongguan University of Technology（东莞理工学院）；Harbin Institute of Technology, Shenzhen（哈尔滨工业大学（深圳））
本文提出一种分层稀疏向量传输方案，用于多用户超可靠低时延通信，通过分层结构提升传输效率和可靠性。
2026-01-19 cs.IT eess.IV eess.SP
Leveraging Linear Quadratic Regulator Cost and Energy Consumption for Ultra-Reliable and Low-Latency IoT Control Systems
为了有效地支持实时控制应用，以超可靠和低延迟通信（URLLC）运行的网络控制系统成为未来物联网（IoT）的基础技术。然而，目前控制、传感和通信的设计一般是孤立的。针对集中式无线网络控制系统，提出了控制成本和能耗的联合优化问题。具体来说，与“感测然后控制”协议，我们首先开发一个优化框架，共同考虑控制，传感和通信。在这个框架中，我们推导出频谱效率，线性二次调节器的成本和能量消耗。然后，提出了一种新的性能指标称为\textit{energy-to-control efficiency}的物联网控制系统。此外，我们优化的能量控制效率，同时保证URLLC的要求，因此，一个通用的和复杂的最大-最小联合优化问题的物联网控制系统制定。为了以合理的复杂度最优地解决该问题，我们提出了两种无线电资源分配算法。最后，仿真结果表明，我们提出的算法可以显着提高能源控制效率的物联网控制系统与URLLC。
2020-02-18 cs.IT eess.SP math.IT
An Ultra-Reliable Low-Latency Non-Binary Polar Coded SCMA Scheme
极化码和稀疏码多址接入（sparse code multiple access，SCMA）的联合传输方案被认为是未来无线通信系统的一种很有前途的技术。然而，大多数现有的极化码SCMA（PC-SCMA）系统遭受由反馈迭代和列表解码引起的高延迟。此外，对于超可靠传输来说，PC-SCMA系统的错误性能并不令人满意。受非二进制极化码的巨大优势的启发，本文设计了一种具有自由阶匹配策略的非二进制极化码SCMA（NB-PC-SCMA）系统，以解决时延和可靠性问题。具体来说，我们首先制定了一个联合因子图NB-PC-SCMA，并提出了一个非二进制连续消除列表（NB-SCL）和阻尼的联合迭代检测和解码（NSD-JIDD）多用户接收机，以改善BER和延迟性能。然后，提出了一种基于延迟搜索的NB-SCL（L-NB-SCL）解码，通过简化列表解码器的路径搜索模式来降低计算复杂性。在此基础上，通过修改SCMA检测的用户节点更新算法，改善了收敛误差，并提出了改进的NSD-JIDD（ISD-JIDD）算法，该算法利用L-NB-SCL译码避免了冗余运算。仿真结果表明，提出的NB-PC-SCMA系统实现了更好的比特出错率（BER）的性能和相当大的延迟增益时，相比，它的同行。特别地，所提出的ISD-JIDD可以以更低的复杂度实现与NSD-JIDD类似的BER性能。
2022-03-31 cs.IT cs.NI math.IT
Wireless Channel Modeling Perspectives for Ultra-Reliable Low Latency Communications
超可靠低延迟通信（URLLC）是即将到来的5G无线通信的显著特征之一，可降低到$10^{-9}$的分组出错率（PER）。在本文中，我们讨论的统计特性的无线信道模型，是相关的表征下尾的累积分布函数（CDF）。我们表明，对于广泛的信道模型，在URLLC水平的中断概率可以近似由一个简单的幂律表达式，其指数和偏移取决于实际的信道模型。分析的主要见解可以总结如下：（1）两波模型和组合模型中阴影的影响导致URLLC区域中衰落的悲观预测;（2）包含单簇漫射分量的模型的CDF具有对应于瑞利衰落斜率的斜率，以及（3）多簇漫射分量可以导致不同的斜率。我们应用我们的幂律近似结果来分析接收机分集方案的性能URLLC相关的统计，并获得一个新的简化表达式的最大比合并（MRC）在信道中的幂律尾部统计。
2018-01-12 cs.IT cs.NI math.IT
Experienced Deep Reinforcement Learning with Generative Adversarial Networks (GANs) for Model-Free Ultra Reliable Low Latency Communication
Ericsson Research（爱立信研究院）；Princeton University（普林斯顿大学）
提出了一种新的经验式深度强化学习（deep-RL）框架，为超可靠低延迟通信（URLLC）提供无模型的资源分配。在明确的数据率约束下，所提出的、有经验的深度RL框架可以为每个无线保证高端的到端可靠性和低端到端延迟，而无需对用户的业务进行任何模型或假设。特别是，为了使深度强化学习框架能够应对极端网络条件并在高度可靠的系统中运行，提出了一种基于生成对抗网络（GANs）的新方法。这种GAN方法用于使用真实数据和合成数据的混合来预训练深度RL框架，从而创建一个经验丰富的深度RL框架，该框架已暴露于广泛的网络条件。形式上，URLLC资源分配问题被提出作为一个可靠性，延迟和速率约束下的功率最小化问题。为了使用有经验的深度RL解决这个问题，首先，确定每个用户的速率。然后，这些速率被映射到所研究的无线系统的资源块和功率分配向量。最后，每个用户的端到端可靠性和延迟被用作对深度RL框架的反馈。然后表明，在深度RL算法的固定点处，用户的可靠性和延迟接近最优。此外，对于所提出的GAN方法，发电机输出的理论极限解析推导。仿真结果表明，所提出的方法可以实现接近最佳的性能在速率可靠性延迟区域内，这取决于网络和服务的要求。结果还表明，所提出的有经验的深度强化学习框架能够消除瞬态训练时间，这使得传统的深度强化学习方法不适合URLLC。
2020-10-14 cs.IT cs.LG cs.NI
ECO-ID: Event-Camera based Optical System for Secure Multi-User Ultra-Low Latency Identification
University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
ECO-ID是基于事件相机的VLC系统，通过时空编码设计实现多用户超低延迟识别，原型达到99.8%定位、98.7%识别准确率，平均延迟0.64ms，支持数十并发用户，兼具安全与隐私性。
2026-08-18 cs.CR cs.IT cs.NI
