On the Resource Utilization of Multi-Connectivity Transmission for URLLC Services in 5G New Radio
在5G新无线电中提出了具有分组复制的多连接性，其中相同的数据分组被复制并从多个发送器发送，作为可靠性增强特征。本文提出了一种分析研究中断概率增加与多连接，并分析其成本的资源使用。性能分析进一步与传统的单连接传输。我们的分析表明，对于给定的块出错率目标的传输，多连接导致超过一个数量级的中断概率改善基线单连接方案。然而，这样的增益是以所使用的无线电资源量几乎加倍为代价来实现的。因此，应当有选择地使用多重连通性，以便关键用户能够利用其好处，同时尽量减少在资源利用方面付出的代价。
2019-03-13 cs.NI
Uplink Grant-Free Random Access Solutions for URLLC services in 5G New Radio
5G新无线电中新引入的超可靠低延迟通信服务类别依赖于创新的低延迟无线电资源管理解决方案，可以保证高可靠性。在5G新无线电中提出了免授权随机接入（Grant-free random access）作为重要的延迟减少解决方案，其中信道资源在不经历通过握手过程的分配的情况下被访问。然而，当相同的资源被预分配给一组用户时，这增加了由不受控制的信道接入引起的冲突的可能性。因此，需要新的可靠性增强技术。本文概述了5G新无线电中的免授权随机接入，重点关注超可靠的低延迟通信服务类，并提出了两种可靠性增强解决方案。第一个提议在共享资源上重传，而第二个提议将免授权传输与非正交多址结合，其中通过使用高级接收器来解决重叠传输。这两种解决方案在可靠性和资源效率方面都有显著的性能提升。例如，所提出的非正交多址接入方案可以在~10 - 5的分组丢失率下支持超过1.5个用户/时隙的归一化负载--这是对传统免授权方案（如时隙ALOHA）的最大支持负载的显著改进。
2019-04-11 cs.NI
An LSTM-Aided Hybrid Random Access Scheme for 6G Machine Type Communication Networks
针对大规模机器类型通信（mMTC）设备和超可靠低延迟通信（URLLC）设备共存的6 G MTC网络，提出了一种LSTM-Aided混合随机接入方案（LSTMH-RA），以支持不同的服务质量（QoS）需求。在所提出的LSTMH-RA方案中，mMTC设备经由定时提前（TA）辅助的四步过程来接入网络以满足大规模接入需求，而URLLC设备的接入过程与mMTC设备的接入过程耦合在两个步骤中完成以减少延迟。此外，我们提出了一种基于注意力的LSTM预测模型来预测活动URLLC设备的数量，从而确定多用户检测算法的参数，以保证URLLC设备的延迟和可靠性访问要求。分析了LSTMH-RA方案的成功接入概率。仿真结果表明，与基准方案相比，所提LSTMH-RA方案能够显著提高成功接入概率，从而满足URLLC和mMTC设备的不同QoS需求.
2022-07-29 cs.NI eess.SP
Analyzing Grant-Free Access for URLLC Service
5G新无线电（NR）预计将支持新的超可靠低延迟通信（URLLC）服务，目标是支持具有非常严格的延迟和可靠性要求的小数据包传输。当前的长期演进（LTE）系统是基于基于授权（GB）（即，动态授权）随机接入，这几乎不能支持URLLC要求。免费赠款（GF）（即，配置的授权）接入被提出作为满足这种要求的可行且有前景的技术，特别是对于上行链路传输，其有效地节省了请求/等待授权的时间。虽然在NR Release-15中已经提出并标准化了一些基本的GF接入特征，但仍有很大的改进空间。作为3GPP的研究项目，本文分析了三种具有混合自动重传请求（HARQ）重传的GF接入方案，包括Reactive、K-repetition和Proactive。具体来说，我们提出了一个时空分析框架的竞争为基础的GF访问分析。在此基础上，我们定义了潜在的访问失败概率来表征URLLC的可靠性和延迟性能。我们提出了一个易于处理的方法来推导和分析潜在的接入失败概率的典型UE下的三个GF HARQ方案。我们的研究结果表明，在较短的延迟约束下，主动方案提供了最低的潜在访问失败概率，而在较长的延迟约束下，K-重复方案实现了最低的潜在访问失败概率，这取决于K。如果K被高估，则主动方案提供比K重复方案更低的潜在接入失败概率。
2020-07-17 cs.NI eess.SP
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
RAN Slicing for Massive IoT and Bursty URLLC Service Multiplexing: Analysis and Optimization
未来的无线网络被设想为经由一些无线电接入技术来服务于大规模物联网（mIoT），其中随机接入信道（RACH）过程应当被利用以用于IoT设备接入网络。然而，对大规模物联网设备的RACH过程的理论分析具有挑战性。为了解决这一挑战，我们首先将物联网设备的RACH请求与其维护的队列状态相关联，并分析队列状态的演变。基于分析结果，我们然后推导出随机接入（RA）成功概率的封闭形式的表达式，这是一个重要的指标，表征设备的RACH过程。此外，考虑到将不同服务融合到共享基础设施上的协议，我们研究了用于mIoT和突发超可靠和低延迟通信（URLLC）服务复用的RAN切片。具体而言，我们将RAN切片问题制定为优化问题，以最大化所有IoT设备的总RA成功概率，并以节能的方式为URLLC设备提供URLLC服务。然后提出了一种利用松弛和近似的切片资源优化（SRO）算法，该算法具有可证明的紧密性和误差界，以减轻优化问题。仿真结果表明，所提出的SRO算法能够有效地实现mIoT和突发URLLC业务的业务复用.
2021-01-29 cs.NI eess.SP
Towards URLLC with Proactive HARQ Adaptation
在这项工作中，我们提出了一个动态决策算法，以改善超过5G网络的主动HARQ协议。基于李雅普诺夫随机优化，我们的自适应控制框架动态地选择了一些间歇性URLLC业务场景下随时间变化的信道条件下，不需要任何先验知识与此随机过程的主动重传。然后，它更好地利用无线电接入网络（RAN）延迟、可靠性和资源效率之间的权衡，这在当前HARQ设计上的实现中仍然受到限制。然后，我们评估了几个HARQ策略的性能，并表明我们的建议进一步提高了反应机制的延迟，而不影响资源效率，如固定的主动重传，同时保持目标的可靠性。
2022-04-14 cs.NI
Coexistence of URLLC and eMBB services in the C-RAN Uplink: An Information-Theoretic Study
针对多小区云无线接入网（C-RAN）架构的上行链路中增强型移动宽带（eMBB）和超可靠低延迟通信（URLLC）用户的复用，研究了正交和非正交多址接入的性能。虽然eMBB用户可以在时间和频率上扩展的长码字上操作，但是URLLC用户的传输由于其低延迟要求而在时间上是随机和局部化的。这些要求还要求在边缘节点（EN）处执行其数据包的解码，而eMBB流量可以利用云处集中解码的干扰管理功能。使用信息理论的参数，eMBB和URLLC流量类型之间的性能权衡的影响，前者的速率，后者的速率，访问延迟和可靠性。分析包括具有不同解码架构的非正交多址（NOMA），诸如打孔和连续干扰消除（SIC）。该研究揭示了有效的设计选择作为小区间干扰，信噪比水平和前传容量限制的函数。
2018-04-18 cs.IT cs.NI math.IT
Over-the-Air Time Synchronization for URLLC: Requirements, Challenges and Possible Enablers
超可靠和低延迟通信（URLLC）是5G及以上无线系统中的一项新兴功能，旨在支持关键任务工业应用的严格延迟和可靠性要求。在许多潜在的应用中，多个传感器/致动器协作并且需要具有严格和有界抖动的等幅操作，例如，\SI{1}{\micro\second}。为此，网络时间同步对于控制器和传感器/执行器之间的实时和等容通信变得至关重要。在本文中，我们着眼于工厂自动化和智能电网中的不同应用，以揭示设备级时间同步的要求以及将高粒度定时信息扩展到设备的挑战。此外，我们还确定了5G无线电接口中潜在的空中同步机制，并讨论了满足时间敏感URLLC应用的抖动约束所需的增强功能。
2018-06-29 cs.NI eess.SP
URLLC for 6G Enabled Industry 5.0: A Taxonomy of Architectures, Cross Layer Techniques, and Time Critical Applications
本文系统综述了6G赋能的工业5.0中URLLC的架构、跨层技术与时间关键应用，提出分类法并分析性能权衡，指出开放挑战与未来方向。
2025-10-10 cs.NI
Optimum Network Slicing for Ultra-reliable Low Latency Communication (URLLC) Services in Campus Networks
Institut für Datentechnik und Kommunikationsnetze Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学数据技术与通信网络研究所）
针对校园网络中URLLC服务的高可靠低延迟需求，提出基于RAN垂直切片的最优网络切片方法，将RAN功能部署建模为混合整数线性规划问题，可在实际场景找到最优解，支持动态UPF部署以提升灵活性。
2025-11-19 cs.NI
5G Wireless Network Slicing for eMBB, URLLC, and mMTC: A Communication-Theoretic View
5G无线技术的宏伟目标是支持三种具有巨大异构需求的通用服务：增强型移动宽带（eMBB），大规模机器类型通信（mMTC）和超可靠低延迟通信（URLLC）。服务异构性可以通过网络切片来适应，通过网络切片，每个服务被分配资源以提供性能保证和与其他服务的隔离。无线电接入网络（RAN）的切片通常借助于服务之间的正交资源分配来完成。这项工作研究了允许从一组eMBB、mMTC和URLLC设备到公共基站的上行链路通信中RAN资源的非正交共享的潜在优势。该方法被称为异构非正交多址接入（H-NOMA），在传统的NOMA技术，涉及用户具有同质的要求，因此可以通过一个标准的多址接入信道进行调查。这项研究设计了一个通信理论模型，占三个服务的异构要求和特点。引入可靠性分集的概念作为设计原理，其利用跨服务的不同可靠性要求以确保非正交RAN切片的性能保证。这项研究表明，H-NOMA可以导致，在某些制度中，在三个通用服务之间的性能权衡方面的显着收益相比，正交切片。
2018-08-01 cs.IT cs.NI math.IT
A Comprehensive Survey of 5G URLLC and Challenges in the 6G Era
本文系统综述了 5G URLLC 在物理层、MAC 层及跨层的关键技术，并面向 6G 时代分析其挑战与发展方向。
2025-08-27 cs.NI
Communication and Computation O-RAN Resource Slicing for URLLC Services Using Deep Reinforcement Learning
未来超5G/6 G网络向服务感知网络的演进基于网络切片技术。通过网络切片，通信服务提供商寻求满足垂直行业的所有要求，包括超可靠低延迟通信（URLLC）服务。此外，开放式无线电接入网络（O-RAN）架构通过将更多可编程性引入RAN为灵活共享网络资源铺平了道路。RAN切片是端到端网络切片的重要组成部分，因为它确保了通信和计算资源的有效共享。然而，由于URLLC服务的严格要求和RAN环境的动态性，RAN切片具有挑战性。在这篇文章中，我们提出了一种基于O-RAN架构的两级RAN切片方法，用于在URLLC终端设备之间分配通信和计算RAN资源。针对每个RAN切片层次，将资源切片问题建模为单Agent马尔可夫决策过程，并设计了一种深度强化学习算法来求解，仿真结果表明了该方法在满足期望的服务质量要求方面的有效性.
2022-02-13 cs.NI eess.SP
Deep Reinforcement Learning for Uplink Scheduling in NOMA-URLLC Networks
Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；Telecom Paris（巴黎电信学院）；Huawei Technologies Co. Ltd.（华为技术有限公司）
针对NOMA上行URLLC调度的组合动作空间与部分可观测挑战，提出融合POMDP转化、改进PPO与贝叶斯先验的NOMA-PPO算法，在3GPP场景下性能优于传统协议与DRL基准且鲁棒性强。
2023-08-28 cs.AI cs.NI
Subband Random Sensing Grant Free Uplink for URLLC in Unlicensed Spectrum
在本文中，我们提出了一种新的方案，称为子带随机感知（SRS）授权免费上行链路的超可靠低延迟通信（URLLC）在未授权频谱。SRS免授权上行链路创造性地结合了子带感知、用户分组和随机接入，允许感知非授权频谱的用户使用宽带中可用的子资源，减少与其他用户的冲突。新方案克服了新无线电（NR）版本16所采用的半持续调度（SPS）上行链路在具有零星业务的应用中的严重频谱浪费问题。与基于竞争的免授权上行链路相比，新方案实现了更低的冲突概率，这直接导致了更高的可靠性。分析和仿真结果证明了其优越的性能。
2021-09-23 cs.IT cs.NI math.IT
Achieving Ultra-Reliable Low-Latency Communication (URLLC) in Next-Generation Cellular Networks with Programmable Data Planes
本文提出一种基于SDN与可编程数据平面的下一代蜂窝网络架构，通过蜂窝内优化和统一控制平面实现URLLC，实验显示时延最多降低2倍并具备十毫秒级控制时延。
2023-09-16 cs.NI
Throughput Maximization for Delay-Sensitive Random Access Communication
与4G网络中使用的调度接入技术相比，支持超可靠低延迟通信（URLLC）的未来5G蜂窝网络可以采用随机接入通信来减少开销。我们考虑一个无线通信系统，其中多个设备发送一个给定的固定大小的有效载荷在一个共享的无线电资源，以随机接入的方式到一个共同的接收机。我们允许重传，并假设在接收器处进行Chase合并。在时间和频率维度上划分无线电资源，并且我们确定最佳划分粒度以最大化吞吐量，并且受到延迟和中断的给定约束。在高和低信噪比（SNR）的制度，我们推导出明确的表达的粒度和吞吐量，首先使用香农容量近似，然后使用有限块长度分析。数值结果表明，吞吐量缩放的结果是适用的信噪比范围内。所提出的分析框架可以为一般随机接入系统中的资源分配策略和用于大规模URLLC上行链路接入的特定5G用例提供见解。
2018-06-05 cs.IT cs.NI math.IT
An open-source implementation and validation of 5G NR Configured Grant for URLLC in ns-3 5G LENA: a scheduling case study in Industry 4.0 scenarios
Ikerlan Technology Research Centre（伊克兰兰技术研究中心）；Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH)（埃尔切米格尔·埃尔南德斯大学）；Centre Tecnològic de Telecomunicacions de Catalunya (CTTC/CERCA)（加泰罗尼亚电信技术中心）
本文首次在开源5G NR仿真器ns-3 5G-LENA中实现了配置授权（CG），并通过工业4.0场景验证了其在不同调度策略下的时延性能，结果表明与先前分析研究一致，且高效资源利用对满足关键工业服务需求至关重要。
2026-06-18 cs.NI
Joint User Association and Resource Allocation Optimization for Ultra Reliable Low Latency HetNets
确保超可靠和低延迟通信（URLLC）对于在5G HetNet中实现延迟关键型应用是必要的。我们提出了一种联合用户到BS的关联和资源优化方法，该方法对于具有蜂窝基站（CBS）和小小区基站（SBS）的HetNet中的URLLC是有吸引力的，同时还降低了能量和带宽消耗。在我们的方案中，基站与基站共享部分可用频谱，作为交换，基站向其覆盖区域内的用户提供数据服务。我们首先表明，CBSs的最优资源分配（ORA）问题是NP-难和计算上难以处理的大量用户。然后，为了降低其时间复杂度，我们提出了一个宽松的探试法（RHM），它打破了原来的ORA问题的启发式用户关联（HUA）算法和凸资源分配（CRA）优化问题。仿真结果表明，所提出的探试法降低了寻找CBS最优解的时间复杂度，从而有利于URLLC。它还通过将用户卸载到SBS来帮助CBS节省能量。仿真结果表明，在保证全业务速率的前提下，蜂窝用户的频谱接入时延降低了93%，能耗降低了33%.
2018-09-18 cs.NI
Performance Analysis of NOMA for Ultra-Reliable and Low-Latency Communications
免授权非正交多址接入（NOMA）已被视为超可靠和低延迟通信（URLLC）的关键使能技术。在本文中，我们分析了NOMA与短分组通信URLLC的性能。在这方面，总的分组丢失概率由传输错误概率和交换延迟违反概率组成。使用有效带宽对延迟进行了建模。由于传输时间短，无限块长的信道码被有限块长的信道码所取代，这就排除了香农公式的应用。推导了系统的可达有效带宽，分析了系统的传输差错概率。通过大量的仿真验证了推导结果，仿真结果显示了系统对不同传输错误概率、QoS指数和传输数据包大小的信噪比（SNR）要求的变化。
2018-10-04 cs.NI
Latency-aware End-to-end Multi-path Data Transmission for URLLC Services
本文针对现有3GPP多路径方案在URLLC时延和可靠性上的局限，提出一种新颖的流量拆分技术，通过联合优化各路径流量分配比例与发射功率来最小化用户上行端到端时延，并经仿真验证了其有效性。
2023-10-21 cs.NI cs.SY eess.SY
5G Control Channel Design for Ultra-Reliable Low-Latency Communications
第五代（5G）无线系统有望支持具有不同通信要求的广泛服务。超可靠低延迟通信（URLLC）是一种通用服务，可实现关键任务应用，如工业自动化、增强现实和车载通信。URLLC对传送数据和控制信息的可靠性和延迟有严格的要求。为了满足这些要求，第三代合作伙伴计划（3GPP）已经将新特征引入蜂窝系统标准的即将到来的版本，即版本15及以后。本文将回顾其中的一些功能，并介绍设计控制信道以有效支持URLLC的新增强功能。特别地，提出了灵活的时隙结构作为在早期阶段检测传送控制信息的失败的解决方案，从而允许控制信息的及时重传。最后，讨论了将5G新无线电（NR）塑造为支持不同服务的统一无线接入技术的一些剩余挑战和设想的研究方向。
2018-03-12 cs.NI eess.SP
AUGUSTE: Online-Learning dApp for Predictive URLLC Scheduling
SoftBank Corp.（软银公司）
针对URLLC中调度请求导致的高延迟问题，提出基于在线机器学习的MAC调度框架AUGUSTE，通过预测数据包到达提前分配资源，在真实5G测试平台上实现延迟与资源开销的最佳权衡。
2026-06-02 cs.AI cs.NI
A Cognitive Network Architecture for Vehicle-to-Network (V2N) Communications over Smart Meters for URLLC
本研究针对V2N场景的URLLC需求，提出基于智能电表的认知网络架构及两种车辆-SM关联算法，仿真验证其在时延与可靠性上优于传统基站架构，为ITS高效可靠V2N通信提供新路径。
2023-08-26 cs.NI eess.SP
A Hybrid Wired/Wireless Deterministic Network for Smart Grid
随着智能电网、机器人、自动驾驶汽车和工业自动化等时间关键型应用的快速增长，对高可靠性、低延迟和严格限制抖动的需求急剧增加。高精度的时间同步通信，如时间触发以太网（TTE），已经成功地开发了有线网络。然而，部署额外设备和额外布线的高成本限制了这些网络的可扩展性。因此，本文提出了一种基于高速TTE和5G超可靠低延迟通信（URLLC）相结合的混合有线/无线高精度时间同步网络。其主要动机是满足时间关键型应用（如智能电网同步相量通信）的低延迟、低抖动和高可靠性要求。因此，在所提出的混合网络架构中，高速TTE被认为是主总线（即，骨干网），而精确时间协议（PTP）辅助的基于5G-URLLC的无线接入被用作子网络。主要的挑战是实现PTP辅助URLLC和TTE之间的互操作性，同时确保高精度的定时和同步。仿真结果表明，PTP辅助URLLC的影响，在保持网络的可靠性，延迟和抖动与TTE网络完全协调。
2021-05-13 cs.NI eess.SP
Heterogeneous radio access with multiple latency targets
本文研究多时延目标下的异构无线接入，将单一URLLC阈值推广为多阈值奖励模型，并优化正交与非正交多址中的基于重复接入策略。
2023-12-05 cs.IT cs.NI math.IT
Predictive Pre-allocation for Low-latency Uplink Access in Industrial Wireless Networks
在现代工业系统中的关键任务应用的驱动下，第五代（5G）通信系统被期望提供超可靠的低延迟通信（URLLC）服务，以满足工业应用的服务质量（QoS）需求。然而，这些严格的要求不能保证其传统的动态接入方案，由于复杂的信令过程。一个有前途的解决方案，以减少接入延迟是预分配方案的基础上的半持久调度（SPS）技术，然而，这可能会导致低频谱利用率，如果分配的资源块（RB）不使用。在本文中，我们的目标是解决这个问题，通过开发DPre，预测预分配框架的上行链路接入调度延迟敏感的应用程序在工业过程自动化。DPre的基本思想是通过静态和动态学习机制探索和利用节点之间的数据采集和访问行为的相关性，以便做出明智的资源分配决策。我们在轧钢生产过程中的几个监测应用程序的基础上评估的有效性DPre。仿真结果表明，DPre在预测精度方面具有更好的性能，可以有效地增加预留资源的回报。
2018-01-06 cs.NI
Enabling RAN Slicing Through Carrier Aggregation in mmWave Cellular Networks
不断增加的连接设备数量以及新的和异构的移动用例意味着5G蜂窝系统将面临苛刻的技术挑战。例如，超可靠低延迟通信（URLLC）和增强型移动宽带（eMBB）场景提出了正交服务质量（QoS）要求，5G旨在通过统一的无线电接入网络（RAN）设计来满足这些要求。网络切片和毫米波通信已被确定为5G的可能推动者。它们分别提供了必要的可扩展性和灵活性，以使网络适应每个特定的用例环境，以及低延迟和每秒数千兆位的无线链路，这些链路可以利用频谱中目前未使用的巨大部分。这些技术的优化和集成仍然是一个开放的研究挑战，这需要在协议栈的不同层进行创新。本文提出将它们结合在一个RAN切片框架毫米波，载波聚合的基础上。值得注意的是，我们引入了MilliSlice，一种跨载波调度策略，该策略利用载波的多样性并最大化其利用率，从而同时保证eMBB切片的高吞吐量和URLLC流的低延迟和高可靠性。
2020-05-20 cs.NI
Poisson Receivers: a Probabilistic Framework for Analyzing Coded Random Access
在本文中，我们开发了一个概率框架，分析编码随机接入。我们的框架是基于一个新的抽象的接收器（解码器），称为泊松接收器，其特征在于由一个成功的概率函数的标记数据包受到泊松提供的负载。我们表明，各种编码时隙ALOHA（CSA）系统是泊松接收机。此外，泊松接收器具有两个优雅的封闭性质：（i）具有分组路由的泊松接收器仍然是泊松接收器，以及（ii）具有分组编码的泊松接收器仍然是泊松接收器。这两个封闭性使我们能够使用较小的泊松接收器作为分析较大泊松接收器的构建块。因此，我们可以分析复杂的系统，这是不可能的经典树评估方法。特别是，对于同时具有空间分集和时间分集的CSA系统，我们可以使用Poisson接收机的框架来计算精确的（渐进的）吞吐量。我们证明，我们的框架可以用来提供超可靠的低延迟通信（URLLC）流量和增强型移动宽带（eMBB）流量之间的差异化服务。通过进行大量的模拟，我们还验证了我们的理论结果与模拟结果非常吻合。
2020-08-17 cs.NI
Tutorial on communication between access networks and the 5G core
第五代（5G）网络实现了需要差异化连接的各种用例，例如，超可靠和低延迟通信（URLLC）、增强型移动宽带（eMBB）和大规模机器类型通信（mMTC）。为了探索这些用例的全部潜力，必须了解通信以及5G网段和架构组件。用户设备（UE）、无线电接入网络（RAN）和5G核心（5GC）是支持这些新网络概念和范式的主要组件。第三代合作伙伴计划最近发布了版本16，包括用于在RAN和5GC之间通信的协议，即，非接入层（NAS）和NG应用协议（NGAP）。这项工作的主要目标是提出一个全面的教程NAS和NGAP规范使用教学和实用的方法。本教程介绍了5G网络中的协议栈和这些协议的功能方面，例如身份验证和识别过程、数据会话建立和资源分配。此外，我们回顾了与这些协议在UE和下一代节点B（gNodeB）注册的消息流。为了说明本教程中介绍的概念，我们开发了my5G测试仪：一个5GC测试仪，它实现了NAS和NGAP，用于使用黑盒测试方法评估三个开源5GC项目。
2021-12-23 cs.NI
Statistical Tools and Methodologies for Ultrareliable Low-Latency Communications -- A Tutorial
本文提供超可靠低延迟通信（URLLC）统计工具与方法论教程，涵盖可靠性理论、短包通信、排队理论等框架及数据驱动算法，并探讨物理层与MAC层应用及未来挑战。
2023-11-21 cs.IT cs.NI math.IT
Integrated Millimeter Wave and Sub-6 GHz Wireless Networks: A Roadmap for Joint Mobile Broadband and Ultra-Reliable Low-Latency Communications
下一代无线网络必须通过跨越增强型移动宽带（eMBB）的广泛无线服务以及超可靠低延迟通信（URLLC）来实现增强现实和联网自动驾驶汽车等新兴技术。由于频谱稀缺，仅依赖于稀缺的低于6 GHz的微波（$μ$ W）频段的现有无线系统将不能满足未来无线服务的这种严格和混合的服务要求。同时，在高频毫米波（mmWave）频带下操作被视为有吸引力的解决方案，这主要是由于大规模多天线通信的带宽可用性和可能性。然而，毫米波通信由于其对阻塞、高路径损耗和信道不确定性的敏感性而固有地不可靠。因此，为了提供URLLC和高速无线接入，期望将$μ$ W网络的可靠性与毫米波网络的高容量无缝集成。为此，本文介绍了\emph{integrated mmWave-$μ$W}通信的第一个综合教程。这种设想的集成设计将使无线网络能够实现URLLC以及eMBB，这是通过利用两个世界中的最佳世界来实现的：$μ$ W波段的可靠远程通信和毫米波频率的定向高速通信。为了实现这一目标，讨论了关键的解决方案概念，包括无线电接口的新架构、URLLC感知帧结构和资源分配方法以及移动性管理，以实现集成毫米波- $μ$ W通信的潜力。讨论了每种方案的机遇和挑战，并给出了关键结果，以显示所开发的集成毫米波- $μ$ W框架的优点。
2018-10-30 cs.IT cs.NI eess.SP
Learning-based Resource Optimization in Ultra Reliable Low Latency HetNets
Rutgers University（罗格斯大学）
在本文中，用户卸载和资源优化的问题联合解决，以支持超可靠和低延迟通信（URLLC）的HetNet。特别地，考虑具有单个宏基站（MBS）和多个覆盖的小小区基站（SBS）的多层网络，其包括具有不同延迟和可靠性约束的用户。在概率保证的前提下，对用户的时延和可靠性约束进行建模，将URLLC环境下的用户卸载和资源分配（JUR）联合问题转化为MBS服务用户的成本最小化的优化问题.在所考虑的方案中，SBS以给定的价格竞标为其覆盖范围内的URLLC用户提供服务，MBS决定是否在本地为每个用户提供服务或将其卸载到覆盖的SBS之一。由于JUR优化是NP难的，我们提出了一个低复杂度的基于学习的探试法（LHM），其中包括一个支持向量机的用户关联模型和凸资源优化（CRO）算法。为了进一步减少延迟，我们提出了一个交替方向的乘法器（ADMM）为基础的解决方案的CRO问题。仿真结果表明，使用LHM，MBS显着降低了频谱接入延迟的用户（由$\sim$ 93\%）相比，JUR，同时也减少了它的带宽和功率成本，在服务用户（由$\sim$ 33\%）相比，直接服务用户没有卸载。
2019-05-12 cs.LG cs.NI eess.SP
Optimizing Channel Access for Event-Driven Wireless Sensor Networks: Analysis and Enhancements
研究了事件驱动的无线传感器网络中的媒体访问控制问题。在这种无线传感器网络中，传感器节点只在监测区域内发生事件时才向汇聚节点发送数据。在这种无线传感器网络中的节点遇到相关的流量作为一个子集的节点开始发送数据，同时感测一个共同的事件。我们希望重新考虑这种类型的流量特性的介质访问控制（MAC）。对于无线传感器网络，现有的MAC协议利用基本的CSMA/CA策略，如IEEE 802.11二进制指数退避（BEB）算法来处理数据包之间的冲突时，多个节点需要访问信道。我们发现，这种BEB算法不工作，而不会招致访问延迟或性能下降，由于增加了冲突和重传的节点遇到相关的流量时，数量。基于上述观察，我们提出了一种自适应随机退避（ARB）算法，能够减轻相关流量的影响，并能够最大限度地减少碰撞的机会。ARB基于BEB的微小修改。我们使用数值分析表明，我们的建议，提高了信道接入的延迟，吞吐量和帧丢失概率相比，IEEE 802.11 DCF。利用NS-2网络仿真器进行了仿真，以验证分析结果。
2012-05-20 cs.NI
QoE Enhancement Schemes for Video in Converged OFDMA Wireless Networks and EPONs
接入网络中无线和有线客户端的带宽需求持续快速增长，这主要是由于视频流量的增长。可以在接入网络中利用应用感知来优化终端客户端的体验质量（QoE）。在这项研究中，我们利用客户端应用程序中的信息（例如，视频分辨率）以实现改善用户QoE的优良资源分配。我们强调优化系统的QoE，而不是服务质量（QoS），因为用户满意度直接依赖于QoE和优化QoS不一定优化QoE，如本研究所示。我们提出了应用程序感知的资源分配方案的以太网无源光网络（EPON），它支持无线（利用正交频分多址）和有线客户端运行视频会议应用程序。数值结果表明，应用感知的资源分配方案提高了有线和无线客户端的视频会议应用的QoE。
2018-06-16 cs.NI
Energy-Latency Optimization for Dynamic Disaggregated Radio Access Networks
Institute of Computing, University of Campinas（坎皮纳斯大学计算研究所）
针对5G网络基站解聚合和新服务带来的配置挑战，提出含三个目标函数的混合整数线性规划模型，确定最优功能拆分选项等，还给出启发式算法，揭示延迟与能耗权衡，为优化RAN部署提供基础。
2026-07-07 cs.NI
Multi-Channel Access Solutions for 5G New Radio
5G新无线电为引入针对增强型移动宽带和超可靠低延迟通信服务类别量身定制的新型多服务无线电资源管理解决方案铺平了道路。多信道接入是一系列这样的多服务解决方案，其使得用户设备能够聚合来自多个源的无线电资源。目标是多方面的;通过接入更大的带宽来提高吞吐量，通过增加分集阶数和/或协调的发送/接收来提高可靠性，以及通过将下行链路和上行链路接入点解耦来提高灵活性和负载均衡。本文介绍了几种适用于5G新无线电多业务场景的多信道接入解决方案。特别地，讨论了吞吐量增强和延迟减少的概念，如多连接、载波聚合、下行链路-上行链路解耦接入和协调多点连接。此外，新的设计方案，利用这些概念提出。所介绍的解决方案的数值评估表明显着的性能增益超过国家的最先进的计划，例如，我们提出的分量载波选择机制导致高达100%的中位吞吐量增益通过一个隐式的负载平衡。因此，所提出的多信道接入解决方案有可能成为5G新无线电的关键多服务推动者。
2019-03-13 cs.NI
Reinforcement Learning-based Resource Allocation in Fog RAN for IoT with Heterogeneous Latency Requirements
鉴于物联网（IoT）设备和应用的快速增长，最近已经提出了用于第五代（5G）无线通信的雾无线电接入网络（Fog-RAN），以确保无法适应大延迟的IoT应用的超可靠低延迟通信（URLLC）的要求。因此，雾节点（FN）配备了计算，信号处理和存储功能，以将云的固有操作和服务扩展到边缘。我们考虑顺序分配FN的有限资源的异构延迟要求的物联网应用程序的问题。对于来自IoT用户的每个访问请求，FN需要决定是利用其自己的资源在本地对其进行服务，还是将其提交给云以保存其宝贵的资源用于对系统具有潜在更高效用的未来用户（即，较低的等待时间要求）。我们制定的Fog-RAN资源分配问题的马尔可夫决策过程（MDP）的形式，并采用几个强化学习（RL）的方法，即Q学习，SARSA，预期SARSA和蒙特卡洛，通过学习最佳决策策略来解决MDP问题。我们验证了RL方法的性能和自适应性，并将其与基于固定阈值的算法的性能进行比较。考虑到19个具有异构延迟要求的物联网环境的广泛模拟结果证实，无论物联网环境如何，RL方法总是能够实现最佳性能。
2019-01-15 cs.NI
Overview of NR Enhancements for Extended Reality (XR) in 3GPP 5G-Advanced
本文综述3GPP 5G-Advanced R18面向XR的NR物理层、高层及系统架构增强，并通过系统级仿真验证容量与节能收益，展望R19。
2024-12-01 cs.NI
Capacity Enhancement of Cooperative NOMA over Rician Fading Channels with Orbital Angular Momentum
本文提出了利用轨道角动量（OAM）进行协作非正交多址接入（HOCMA），以提高未来蜂窝通信系统的总容量（SC）。分析了所提出的hocMA-OAM方案，并与其他方案进行了比较，常规HOCMA、具有OAM的常规正交多址接入（OMA）。分析了OAM波束功率分配因子对SC的影响。分析结果是合理的仿真结果表明，所提出的hocMA-OAM提供了更高的SC相比，其他计划。
2019-06-21 cs.NI eess.SP
Sparsity-Aware Intelligent Massive Random Access Control in Open RAN: A Reinforcement Learning Based Approach
Xiamen University（厦门大学）；Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院）；Mohamed Bin Zayed University of Artificial Intelligence（穆罕默德·本·扎耶德人工智能大学）
新兴的开放无线接入网（O-RAN）中设备的大规模随机接入给接入控制和管理带来了巨大的挑战。稀疏主动用户检测（SAUD）利用访问请求的突发性，是实现高效访问管理的有效手段，但在不协调的大规模访问请求情况下，稀疏性可能会恶化。为了动态地保持接入请求的稀疏性，提出了一种利用接入类别限制技术的闭环接入控制的重复学习（RL）辅助方案，其中RL策略通过RL代理之间的连续交互来确定，即，下一代节点库（gNB）和环境。所提出的方案可以通过O-RAN中的近实时RAN智能控制器（near-RT RIC）来实现，支持异构垂直应用（例如mMTC和uRLLC服务）之间的快速切换。此外，提出了一种数据驱动的深度强化学习辅助SAUD方案，以解决具有连续和高维状态和动作空间的高度复杂环境，其中重放缓冲区用于自动大规模数据汇集。一个行动者-评论家框架制定纳入近RT RIC的策略学习模块。仿真结果表明，对于不同的异构服务和海量接入请求，所提方案在接入效率和用户检测准确率方面均优于基准方案.
2023-03-05 cs.AI cs.IT cs.LG
Link-Layer Rate of NOMA with Finite Blocklength for Low-Latency Communications
非正交多址接入（NOMA）结合有限块长度（短分组）通信被认为是超可靠和低延迟通信（URLLC）的使能器。在本文中，我们研究了链路层速率，即，有效容量，在有限块长度制度的两个用户NOMA。在考虑了传输延迟违规概率和传输错误概率的情况下，分析了NOMA用户的延迟性能。我们进一步提供了封闭形式的表达式，在瑞利衰落环境中的NOMA用户的个人有效容量。通过仿真，研究了发送信噪比和时延指数对NOMA弱用户和强用户的可达有效容量和延迟违规概率的影响。特别地，结果表明，当使用短分组通信时，在阈值以下不能改善延迟违反概率。
2020-04-07 cs.NI eess.SP
Intelligent Task Offloading: Advanced MEC Task Offloading and Resource Management in 5G Networks
Clemson University（克莱姆森大学）
针对5G网络中用户设备任务卸载与资源分配需求，提出融合URLLC、mMTC要求且基于近端策略优化的MEC智能资源分配方法，仿真验证其在时延和功耗上均优于基线模型。
2025-01-08 cs.AI cs.DC cs.NI
Licensed-Assisted Access to Unlicensed Spectrum in LTE Release 13
利用未授权频谱被3GPP认为是满足不断增长的业务增长的一种有前景的解决方案。因此，版本13中LTE的一个主要增强是经由授权辅助接入（LAA）使其能够在未授权频谱中操作。在本文中，我们概述了Release 13 LAA技术，包括动机、用例、用于实现免许可频段操作的LTE增强功能，以及3GPP参与者提供的共存评估结果。
2016-04-28 cs.IT cs.NI math.IT
Channel Capacity Enhancement of SWIPT based CNOMA Downlink Transmission with Orbital Angular Momentum over Rician Fading Channel
本文提出了一种基于协作非正交多址接入（HOCMA）和功率分裂的同时无线信息和功率传输（SWIPT）相结合的方法，以提高系统的频谱和能量效率。此外，本文还考虑了不同的轨道角动量（OAM）的信号发送额外的符号到小区中心用户（CCU）和小区边缘用户（CEU）。在所提出的技术中，CCU被用作能量受限的中继转发信号到CEU。CCU使用功率分割技术从BS发送的信号中获取能量。通过利用不同的OAM模式将附加符号从BS发送到CCU和CEU。本文研究了遍历和容量（ESC）的建议的技术，随着莱斯衰落信道的分析推导。最后，通过分析和仿真，证明了与传统多址接入相比，传统技术在ESC和能量效率方面的性能。
2019-10-21 cs.NI eess.SP
