基于截止时间的确定性无线通信技术：应用于时间敏感的工业信息物理系统

《IEEE Open Journal on Immersive Displays》：Deadline-Driven Deterministic Wireless Communication for Time-Sensitive Industrial Cyber-Physical Systems

　　

摘要：

时间触发的工业网络物理控制需要基于通信的解码机制：在固定截止时间之后到达的信息被视为无效控制数据，必须被丢弃。传统的基于反馈的无线可靠性机制（例如HARQ）引入了随机完成时间，这使得在时间敏感的工业网络中进行最坏情况分析和认证变得复杂。本文提出了一种基于截止时间的编码可靠性框架，使得5G/6G无线传输能够作为具有有限延迟合约的确定性解码服务来运行。在每个控制周期中，数据负载被编码为在预定窗口内安排的固定数量的传输，该窗口在严格的截止时间结束。t?为了提供最小的无线电时间预留，以实现目标违规概率?，我们在Gilbert–Elliott损失模型下制定了一个精确的动态规划，该模型将信道演变映射到周期级别的故障事件。基于此分析，提出的最小开销确定性调度器（MODS）计算出满足延迟-可靠性合约的最小可行传输预算n?使用工业5G/6G测量数据进行跟踪评估表明，该框架实现了10?5的违规概率，同时与基于复制的基线相比，确定性空中时间减少了高达45%。通过强制执行固定的完成边界，该方法从构造上消除了随机延迟尾部，使得TSN/DetNet系统能够实现可认证的无线集成。结果进一步表明，解码性能受突发相关损失的影响，而不是平均错误率，而有效的资源配置需要根据突发损失范围来调整传输预算。所提出的框架通过(n?,t?)，实现了可预测的资源分配和可扩展的时间敏感流量的接纳。这些属性为集成无线...

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