垂直行业URLLC 和TSN 关键技术研究*
2021-01-26徐慧俊
徐慧俊,陈 林,杨 波
(京信网络系统股份有限公司,广东 广州 510663)
0 引言
URLLC 是3GPP 标准定义的三大应用场景之一[1],经过R15 版本和R16 增强版本的讨论,目前已具备真正部署及应用的条件。URLLC 主要应用于垂直行业的AR/VR、工厂自动化、传输工业/远程驾驶和电力分配等行业[2]。在3GPP TR38.913 协议中对URLLC 提出了如下的性能指标:用户面延迟的目标为上行0.5ms 和下行0.5ms,可靠性需求为在用户面延迟1ms 的前提下,对32 bytes 的一个包传输的可靠性达到99.999%[1]。对于URLLC 应用场景中的低时延和高可靠性两个特性,本文通过帧结构和短TTI 的设计来满足低时延的业务需求,而高可靠性则通过重复发送和低码率传输来保证。同时分析了URLLC 和TSN 系统融合解决方案的关键技术问题。
1 5G URLLC 帧结构设计
1.1 帧结构设计
1.1.1 帧结构
为了确保URLLC 业务上下行端到端用户面时延小于1ms,采用SU 的帧结构。SU 帧结构具体构成如图1 所示。

图1 SU 帧结构
在图1 中,时隙S 的组成为12D:2G,即由12个下行OFDM 符号和2 个灵活OFDM 符号组成。时隙U 全为上行OFDM 符号。帧结构参数基站通过广播消息SIB1 中信元TDD-UL-DL-ConfigCommon下的TDD-UL-DL-Pattern 信元对UE 进行配置[3]:在TDD-UL-DL-Pattern 中,dl-UL-Transmission Periodicity 配置为ms1,nrofDownlinkSlots 配置为0,nrofDownlinkSymbols 配置为12,nrofUplinkSlots 配置为1,nrofUplinkSymbols 配置为0。
在带宽100M,子载波间隔30kHz 的情况下,上下行的单向延迟可以满足小于1 毫秒。
1.1.2 HARQ-ACK
在垂直行业应用领域,如工业自动化等应用场景,需要传输的信息既有控制信息,又有高清视频信息。控制信息等时延敏感的业务可通过周期性地发送一定大小的数据包实现,而高清视频业务可通过动态调度的方式实现。在NR 系统中,对下行控制信息通过SPS 业务的方式实现,而下行传输的图像则通过DG PDSCH 的方式实现。……
