Система массового обслуживания с орбитами для анализа совместного обслуживания трафика с малыми задержками URLLC и широкополосного доступа eMBB в беспроводных сетях пятого поколения

Для современных беспроводных сетей пятого поколения (5G) характерны три сценария их использования - крупномасштабные системы межмашинной связи (massive machine-type communication, mMTC), сверхнадежная передача данных с малой задержкой (ultrareliable low-latency communication, URLLC) и усовершенствованная подвижная широкополосная связь (enhanced mobile broadband, eMBB). Требования к качеству предоставления услуг и их параметры в рамках данных сценариев существенно разнятся: так, для URLLC характерна сверхнизкая, до 1 мс, задержка, а для eMBB - сверхвысокая скорость передачи данных. Возникает актуальная задача организации совместного предоставления таких услуг. В статье построена схема совместного обслуживания трафика URLLC и eMBB, исходя из того что данные URLLC имеют малый объем и могут занимать менее одного ресурсного блока (physical resource block, PRB). Анализ схемы проведен при помощи разработанной системы массового обслуживания (СМО) с двумя орбитами, предназначенными для временного хранения прерываемых и ожидающих начала обслуживания менее приоритетных запросов eMBB. Получен матричный алгоритм для расчета распределения вероятностей и формулы для вероятностных характеристик системы.

Fifth-generation (5G) networks are characterized by three use cases - massive machine-type communication (mMTC), ultra-reliable low-latency communication (URLLC), and enhanced mobile broadband (eMBB). Quality of service requirements as well as service parameters within these use cases vary significantly, e. g., URLLC is characterized by an ultralow latency of up to 1 ms, while eMBB has an ultrahigh data transfer rate. The task is to organize the joint provision of such services. The paper proposes a scheme for joint URLLC and eMBB traffic transmission. It is based on the fact that URLLC data has a small volume and can occupy less than one physical resource block. The authors analyze the scheme using the developed retrial queuing system with two orbits - one for temporary storage of interrupted eMBB users and the other for eMBB users waiting for service to start. The authors propose the matrix geometric algorithm for calculating the probability distribution as well as formulas for probabilistic characteristics.