[發明專利]基于量化自適應幀長的URLLC毫秒級時延保障方法

在審

• 申請號: 202111370905.4
• 申請日: 2021-11-18
• 公開（公告）號: CN113872714A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 程文馳;張藝馨;肖玉權
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04W72/04;G06F17/15
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明公開了一種基于量化自適應幀長的URLLC毫秒級時延保障方法，解決了現有技術方法中固定傳輸時間間隔設計靈活度低以及端到端時延超限的問題。本發明的實現步驟是，基于傳輸時延和排隊時延的權衡關系建立面向可變傳輸時間間隔的動態排隊模型，得到可變的傳輸時間間隔；建立自適應幀長模型，得到使端到端時延最小化的自適應幀長；對自適應幀長進行量化處理，得到量化自適應幀長。本發明有效提升了傳輸時間間隔系統設計的靈活度，降低了端到端時延，保障了URLLC毫秒級時延需求。

技術領域

本發明屬于無線通信技術領域，更進一步涉及低時延通信技術領域中一種基于量化自適應幀長的高可靠低時延通信URLLC(Ultra-Reliable and Low LatencyCommunications)毫秒級時延保障方法。本發明能夠適配URLLC場景下達到的多樣業務流類型，實現排隊時延與傳輸時延之間的最佳權衡，保障URLLC毫秒級時延。

背景技術

5G通信網絡預期使能的核心服務高可靠低時延通信URLLC要求在傳輸大小為32比特的數據包時，端到端時延不超過1毫秒，即需滿足毫秒級時延保障。對于URLLC傳輸的短數據包業務，提出了固定短幀方案。然而，短數據包下的塊長是不斷變化的，當傳輸時間間隔是固定的時候，短的幀長度會造成排隊時延過高，長的幀長度會造成傳輸時延增大，導致排隊時延和傳輸時延的失衡以及端到端時延超限。因此，合理設計傳輸時間間隔并靈活改變幀長，是保障URLLC毫秒級低時延需求所面臨的巨大挑戰。

高通股份有限公司在其申請的專利文獻“用于低時延通信的縮短的傳輸時間間隔sTTI配置”(專利申請號201880036831.0，申請公布號CN 110741711 A)中公開了一種基于縮短的傳輸時間間隔而降低傳輸時延的方法。該方法優化了縮短的物理下行鏈路控制信信道，使得在最小程度對當前縮短的傳輸時間間隔sTTI(short Transmission TimeInterval)配置和信令開銷的改變的情況下，實現固定長度的縮短的傳輸時間間隔sTTI傳輸。該方法存在的不足之處是，與固定長度的縮短的傳輸時間間隔sTTI相對應的傳輸時延和排隊時延是不變的，然而，URLLC場景下到達業務流是快速變化的，當數據突發且大量到達時，在縮短的傳輸時間間隔內，傳輸時延和排隊時延不能達到最優權衡，無法完成大量數據流的傳輸，因此該系統設計靈活度較低，缺乏對傳輸時間間隔維度的考慮，導致系統設計的自由度降低。

She C,Yang C,Quek T在其發表的論文“Cross-Layer Optimization for Ultra-Reliable and Low-Latency Radio Access Networks”(IEEE Transactions on WirelessCommunications，2017，17(1)：127-141)中提出了一種基于短包通信跨層優化方案的時延控制方法。該方法通過一種考慮傳輸時延和排隊時延的無線接入網跨層優化框架，優化丟包策略和資源分配策略，以保證無線接入網的超高可靠性和低時延。該方法存在的不足之處是，短數據包對應的幀長度不是自適應調整的，因此，固定的幀長度會導致端到端時延的增大，從而造成端到端時延超限的問題。

發明內容

本發明的目的在于針對上述現有技術的不足，提出了一種基于量化自適應幀長的URLLC毫秒級時延保障方法，用于解決URLLC場景下基于固定傳輸時間間隔系統設計靈活度低以及端到端時延超限的問題。