URLLC (अति-विश्वसनीय निम्न विलंबता संचार) को 5G (NR) के लिए 3GPP द्वारा परिभाषित किया गया है और इसका उद्देश्य सेवाओं की विलंबता और उपलब्धता के लिए अत्यंत मांग वाली आवश्यकताओं को पूरा करना है। URLLC का समर्थन करने वाले 5G (NR) मोबाइल नेटवर्क को कम विलंबता प्रदान करनी चाहिए और पैकेट हानि और आउट-ऑफ-ऑर्डर डिलीवरी को कम करना चाहिए।
I. URLLC परिभाषा:ITU-R 5G (NR) सिस्टम में 1 मिलीसेकंड की एकतरफा उपयोगकर्ता प्लेन विलंबता निर्दिष्ट करता है। इसे URLLC संक्षिप्त शब्द को तोड़कर और इसकी आवश्यकताओं का विश्लेषण करके और परिभाषित किया जा सकता है:
•अति-उच्च विश्वसनीयता आवश्यकताएँ:प्रक्रिया निगरानी के लिए 99.99% से लेकर औद्योगिक रोबोट के लिए 99.999999% तक। इसमें ट्रांसमिशन पैकेट हानि और पैकेट पुन:क्रम शामिल हैं - दोनों को जितना संभव हो उतना कम करने की आवश्यकता है।
• एंड-टू-एंड कम विलंबता संचार आवश्यकताएँ:एप्लिकेशन लेयर विलंबता 0.5-50 मिलीसेकंड से कम, और 5G वायरलेस इंटरफेस विलंबता 1 मिलीसेकंड से कम।
II. URLLC अनुप्रयोग: विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्य इसकी अति-विश्वसनीय कम विलंबता का पूरी तरह से उपयोग कर सकते हैं, जिनमें शामिल हैं:
संवर्धित वास्तविकता/आभासी वास्तविकता और स्पर्श संबंधी संपर्क प्रौद्योगिकियांउपयोगकर्ताओं को कृत्रिम रूप से बनाई गई वास्तविकताओं का अनुभव करने या वास्तविक दुनिया की जानकारी को ओवरले करके अतिरिक्त जानकारी प्राप्त करने की अनुमति दें। इस तकनीक का उपयोग मनोरंजन उद्योग, गोदाम प्रबंधन और क्षेत्र रखरखाव जैसे औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया गया है, और इसके उन्नत सर्जरी जैसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में लागू होने की उम्मीद है।
जैसे-जैसे स्वायत्त वाहन धीरे-धीरे मानव चालकों की जगह लेते हैं, परिवहन को भी URLLC से लाभ होगा। वाहन और बुनियादी ढांचा दक्षता और सुरक्षा में उल्लेखनीय सुधार करने के लिए उन्नत सेंसर, कृत्रिम बुद्धिमत्ता और लगभग-तत्काल संचार तकनीकों का उपयोग करते हैं। कम विलंबता के मुख्य लाभ रिमोट ड्राइविंग और सेंसर साझाकरण में परिलक्षित होते हैं।
स्मार्ट ग्रिड बेहतर बिजली संतुलन प्राप्त करने और दोषों का पता लगाने और कम करने के लिए संचार क्षमताओं का उपयोग करते हुए, बिजली वितरण में सुधार कर रहे हैं।
मोशन कंट्रोल मशीन टूल्स, प्रिंटिंग और पैकेजिंग मशीनरी को कवर करता है। URLLC को सिंक्रनाइज़ तरीके से मशीनरी के आंदोलन और घूमने वाले हिस्सों को नियंत्रित करने की उम्मीद है, जिससे उच्च दक्षता प्राप्त होती है।
III. URLLC मानक
3GPP ने अपने पहले 5G रिलीज़, R15 में URLLC की दिशा में पहला कदम उठाया; इसका एयर इंटरफेस 1 मिलीसेकंड की विलंबता और 99.999% की विश्वसनीयता के साथ परिभाषित किया गया था। NSA (नॉन-स्टैंडअलोन) नेटवर्क आर्किटेक्चर में, कोर नेटवर्क और वायरलेस सिग्नलिंग को LTE पर निर्भर रहना चाहिए, जो URLLC की एंड-टू-एंड विलंबता आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। 3GPP R16 SA (स्टैंडअलोन) 5G आर्किटेक्चर को परिभाषित करता है, जिसमें एक स्वतंत्र 5G कोर नेटवर्क है और यह LTE के बिना संचालित हो सकता है, जो दो महत्वपूर्ण कार्य प्रदान करता है—नेटवर्क स्लाइसिंग और मोबाइल एज कंप्यूटिंग (MEC)।
IV. URLLC ड्राइविंग कारक:एंड-टू-एंड विलंबता आमतौर पर नेटवर्क प्रदर्शन और सर्वर और उपयोगकर्ता उपकरण के बीच की दूरी पर निर्भर करती है, दोनों को URLLC अनुप्रयोगों को समायोजित करने के लिए अनुकूलित किया गया है, जिसमें शामिल हैं:
4.1 एयर इंटरफेस:5G में कम विलंबता अनुकूलन लचीले सबकैरियर स्पेसिंग, कम विलंबता के लिए अनुकूलित शेड्यूलिंग और अपलिंक ग्रांट-फ्री ट्रांसमिशन के माध्यम से प्राप्त किया जाता है। विभेदक मल्टीप्लेक्सिंग, मजबूत नियंत्रण चैनल और HARQ संवर्द्धन विश्वसनीयता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण हैं।
नए सबकैरियर स्पेसिंग के साथ, सबकैरियर स्पेसिंग को 15kHz से 240kHz तक समायोजित किया जा सकता है। बड़ा स्पेसिंग का मतलब है छोटा प्रतीक अवधि, इस प्रकार शेड्यूलिंग अंतराल को छोटा करना। शेड्यूलिंग एल्गोरिदम माइक्रो-टाइमस्लॉट शेड्यूल कर सकता है, जिससे ट्रांसमिशन विलंबता और कम हो जाती है। ट्रांसमिशन संसाधनों का अनुरोध करने के कारण होने वाली देरी से बचने के लिए, अपलिंक ग्रांट-फ्री ट्रांसमिशन का उपयोग किया जा सकता है।
विभेदक मल्टीप्लेक्सिंग स्वतंत्र स्थानिक सिग्नल प्रसार पथ बनाने के लिए रिसीवर और ट्रांसमीटर पर कई एंटेना का उपयोग करता है, इस प्रकार एकल-लिंक विफलताओं को रोकता है। विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, NR का लक्ष्य कम बिट त्रुटि दरों के साथ मजबूत नियंत्रण चैनल बनाना है; नए कोडिंग की शुरुआत करना और ट्रांसमिशन के लिए कम मॉड्यूलेशन कोडिंग योजनाओं (MCS) का उपयोग करना। HARQ पुन:प्रसारण तंत्र पुन:प्रसारण संसाधनों को पूर्व-आवंटित करके बढ़ाया जाता है, जिससे विलंबता कम होती है और विश्वसनीयता में सुधार होता है।
4.2 नेटवर्क स्लाइसिंग:यह 5G की एक प्रमुख विशेषता है, जो विभिन्न उपयोगकर्ताओं की सेवा आवश्यकताओं के अनुसार मांग पर संसाधनों को आवंटित करने की अनुमति देती है। संसाधनों को लचीले ढंग से विभाजित किया जाता है और अन्य उपयोगकर्ताओं के प्रभाव से अलग किया जाता है, जिससे एंड-टू-एंड लॉजिकल चैनल बनते हैं। उपयोगकर्ता स्लाइस के लिए आवश्यक QoS को वायरलेस इंटरफेस से कोर नेटवर्क तक मांग पर कॉन्फ़िगर किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एक ही उपयोगकर्ता के लिए, 5G बिना सख्त विलंबता बाधाओं के संवर्धित मोबाइल ब्रॉडबैंड (eMBB) सेवाओं के लिए एक उच्च-क्षमता वाला वीडियो स्ट्रीमिंग स्लाइस बना सकता है; साथ ही, यह रोबोट नियंत्रण के लिए अल्ट्रा-विश्वसनीय कम-विलंबता संचार (URLLC) के लिए एक कम-विलंबता स्लाइस भी बना सकता है। व्यावसायिक कार्यक्षमता - यह सुविधा केवल 5G कोर नेटवर्क के स्टैंडअलोन (SA) आर्किटेक्चर पर लागू होती है।
4.3 मोबाइल एज कंप्यूटिंग क्लाउड रेडियो एक्सेस नेटवर्क (C-RAN) के "एज साइड" पर उपयोगकर्ता अनुप्रयोगों की मेजबानी करके विलंबता को काफी कम करता है और विश्वसनीयता में सुधार करता है। इसलिए, ट्रांसमिशन विलंबता मुख्य रूप से वायरलेस एक्सेस पर निर्भर करती है। एज पर होस्टिंग कोर नेटवर्क को पार करने से बचती है और डेटा पथ में नोड्स की संख्या को कम करती है, जिससे विश्वसनीयता में सुधार होता है।
