Was ist die URLLC in 5G Release 15?

URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communication) ist eine der wichtigsten Funktionen, die in 5G Release 15 eingeführt wurden und sich auf die Bereitstellung außergewöhnlich zuverlässiger Kommunikationsdienste mit geringer Latenz konzentrieren. URLLC wurde entwickelt, um die strengen Anforderungen von Anwendungen und Anwendungsfällen zu erfüllen, bei denen Zuverlässigkeit und geringe Latenz entscheidend sind, wie z. B. industrielle Automatisierung, geschäftskritische Kommunikation und andere zeitkritische Anwendungen. Schauen wir uns die Details von URLLC in 5G Release 15 an:

1. Definition von URLLC:
   • URLLC bezieht sich auf eine Kategorie von Kommunikationsdiensten in 5G, die Wert auf äußerst zuverlässige Konnektivität und extrem niedrige Latenz legen. Ziel ist es, Anwendungen und Dienste zu ermöglichen, die eine hohe Zuverlässigkeit und minimale Kommunikationsverzögerung erfordern, oft in der Größenordnung von einigen Millisekunden.
2. Anforderungen und Eigenschaften:
   • URLLC zeichnet sich durch folgende Kernanforderungen aus:
     • Zuverlässigkeit: URLLC strebt eine extrem hohe Zuverlässigkeit an, mit dem Ziel, eine Fehlerrate von 10^-5 oder weniger zu erreichen.
     • Niedrige Latenz: URLLC zielt auf eine niedrige End-to-End-Latenz ab, typischerweise im Bereich von 1 Millisekunde oder sogar darunter.
     • Hohe Verfügbarkeit: URLLC-Dienste sind so konzipiert, dass sie jederzeit verfügbar und betriebsbereit sind und die strengen Anforderungen kritischer Anwendungen erfüllen.
3. Anwendungsfälle und Anwendungen:
   • URLLC in 5G Release 15 ist auf die Unterstützung einer Vielzahl von Anwendungsfällen zugeschnitten, darunter:
     • Industrielle Automatisierung: Ermöglicht die Echtzeitsteuerung von Maschinen und Prozessen in Fertigungs- und Industrieumgebungen.
     • Fahrzeugkommunikation: Ermöglicht eine äußerst zuverlässige Kommunikation für autonome Fahrzeuge und intelligente Transportsysteme.
     • Öffentliche Sicherheit: Unterstützt geschäftskritische Kommunikation für Rettungsdienste und Anwendungen im Bereich der öffentlichen Sicherheit.
     • Gesundheitswesen: Ermöglicht Echtzeitüberwachung und -steuerung in Gesundheitsanwendungen, wie z. B. Fernchirurgie oder Patientenüberwachung.
4. Technische Funktionen und Verbesserungen:
   • URLLC führt in 5G Release 15 mehrere technische Funktionen und Verbesserungen ein, um den strengen Anforderungen gerecht zu werden:
     • Kurzes TTI (Transmission Time Interval): Die Verwendung kurzer TTIs trägt zur Reduzierung der Latenz bei, indem sie die Übertragung kleiner Datenpakete in kürzeren Zeitintervallen ermöglicht.
     • Genehmigungsfreie Übertragung: URLLC unterstützt die genehmigungsfreie Übertragung für sporadische und kleine Datenübertragungen und reduziert so den Kommunikationsaufwand.
     • Advanced HARQ (Hybrid Automatic Repeat reQuest): HARQ-Prozesse sind optimiert, um eine effiziente Fehlerkorrektur und Neuübertragungen mit minimalen Auswirkungen auf die Latenz zu gewährleisten.
     • Kanalkodierung mit geringer Latenz: URLLC verwendet Kanalkodierungsschemata mit geringer Latenz, um die für die Kodierung und Dekodierung von Daten erforderliche Zeit zu reduzieren.
5. Netzwerk-Slicing für URLLC:
   • Network Slicing ist ein Konzept in 5G, bei dem virtuelle Netzwerke erstellt werden, die auf bestimmte Anwendungsfälle zugeschnitten sind. Für URLLC ist Network Slicing von entscheidender Bedeutung, um Ressourcen zu isolieren und sicherzustellen, dass die erforderlichen Eigenschaften mit geringer Latenz und hoher Zuverlässigkeit ohne Beeinträchtigung durch andere Dienste erfüllt werden.
6. Flexibilität und Anpassungsfähigkeit:
   • URLLC in 5G Release 15 ist flexibel und anpassbar an unterschiedliche Anforderungen konzipiert. Es ermöglicht dynamische Anpassungen der Parameter, um Schwankungen der Netzwerkbedingungen, der Verkehrslast und der Anwendungsanforderungen Rechnung zu tragen.
7. Integration mit Massive MIMO und Beamforming:
   • URLLC profitiert von fortschrittlichen Antennentechnologien wie Massive MIMO und Beamforming. Diese Technologien verbessern die Zuverlässigkeit und Abdeckung von URLLC-Diensten, indem sie die räumliche Verteilung von Signalen optimieren.
8. Integration mit Edge Computing:
   • Edge Computing spielt bei URLLC eine entscheidende Rolle, indem es den Abstand zwischen dem Benutzer und den Verarbeitungsressourcen verringert. Dies trägt dazu bei, die Kommunikationslatenz zu minimieren und eignet sich daher für Anwendungen, die eine Entscheidungsfindung in Echtzeit erfordern.
9. Zusammenarbeit mit Nicht-URLLC-Diensten:
   • Während für URLLC-Dienste besondere Anforderungen gelten, existieren sie neben anderen Diensten im 5G-Netzwerk. Interworking-Mechanismen gewährleisten eine nahtlose Integration mit erweiterten Mobile Broadband (eMBB)- und Massive Machine Type Communication (mMTC)-Diensten.
10. Quality of Service (QoS)-Management:
    • URLLC führt verbesserte QoS-Mechanismen ein, um den URLLC-Verkehr zu priorisieren und sicherzustellen, dass kritische Kommunikation die erforderlichen Ressourcen und Priorisierung innerhalb des Netzwerks erhält.
11. Standardisierung und Evolution:
    • URLLC ist in 3GPP-Standards spezifiziert, wobei 5G Release 15 den Grundstein für seine Implementierung legt. Laufende Veröffentlichungen und Aktualisierungen der 3GPP-Standards verfeinern und verbessern die URLLC-Funktionen weiter, um sich ändernden Anforderungen und Anwendungsfällen gerecht zu werden.

Zusammenfassend stellt URLLC in 5G Release 15 einen bedeutenden Fortschritt in der drahtlosen Kommunikation dar und geht insbesondere auf die Anforderungen von Anwendungen ein, die äußerst zuverlässige Konnektivität und Kommunikation mit geringer Latenz erfordern. Die technischen Merkmale, Netzwerk-Slicing-Funktionen und die Integration mit fortschrittlichen Technologien machen URLLC zu einem entscheidenden Wegbereiter für eine Vielzahl geschäftskritischer und zeitkritischer Anwendungsfälle.

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