МОДЕЛИ СОВМЕСТНОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ ТРАФИКА EMBB И URLLC НА ОСНОВЕ ПРИОРИТЕТОВ В ПРОМЫШЛЕННЫХ РАЗВЕРТЫВАНИЯХ 5G NR

Технология радиодоступа 5G NR способна осуществлять одновременную поддержку как сверхнадежной доставки с малой задержкой (Ultra-Reliable Low Latency Communication, URLLC), так и расширенного мобильного широкополосного доступа (enhanced Mobile Broadband, eMBB). Из-за критических требований к задержке и надежности, предъявляемых при предоставлении услуг двух классов обслуживания, возникает необходимость введения приоритетов. В статье рассмотрена промышленная среда, в которой производственное оборудование при управлении движением и синхронизации работы генерирует URLLC-трафик, а при удаленном мониторинге - eMBB-трафик. Предложена модель с приоритетным обслуживанием на базовой станции (БС) с прямой связью между устройствами (device-to-device, D2D) и без нее. Полученные численные результаты показывают, что введение приоритетов позволяет эффективно изолировать трафик URLLC и eMBB. При этом стратегия с поддержкой D2D, в которой БС явно резервирует ресурсы для прямой связи, значительно превосходит по показателям качества обслуживания стратегии, в которых явное резервирование не используется, а также стратегию, в которой весь трафик проходит через БС.

The technology 5G New Radio simultaneously supports both Ultra-Reliable Low-Latency Service (URLLC) and enhanced Mobile Broadband Service (eMBB). Owing to extreme latency and reliability requirements of both types of services, a prioritization needs to be provided. The present authors consider an industrial environment where production equipment utilizes URLLC service for controlling motion and synchronous operation while eMBB service is used for remote monitoring. The authors proposed the model with priority service at base station (BS) with and without direct device-to-device (D2D) communications. The obtained numerical results indicate that priorities allow one to isolate URLLC and eMBB traffic efficiently. The D2D-aware strategy where the BS explicitly reserves resources for direct communications significantly outperforms strategies where explicit reservation is not utilized as well as the strategy where all the traffic goes through the BS.