W systemach komunikacji bezprzewodowej 5G (piątej generacji) UCI oznacza informacje sterujące łączem w górę. UCI jest kluczowym elementem struktury sygnalizacji sterującej wykorzystywanej do zarządzania i kontrolowania komunikacji pomiędzy urządzeniami mobilnymi a siecią. UCI obejmuje różne rodzaje informacji związanych z transmisjami typu uplink, a ich efektywne wykorzystanie jest niezbędne do optymalizacji ogólnej wydajności sieci 5G. Przyjrzyjmy się szczegółowo koncepcji UCI w 5G:
- Definicja UCI:
- UCI, czyli informacje sterujące łączem w górę, odnosi się do określonej sygnalizacji sterującej przesyłanej w kierunku łącza w górę z urządzenia mobilnego (sprzętu użytkownika, UE) do sieci 5G. Zawiera informacje niezbędne dla sieci do skutecznego zarządzania i kontrolowania transmisji w łączu w górę.
- Typy formatów UCI:
- UCI obejmuje różne formaty, z których każdy ma na celu przekazywanie określonych typów informacji kontrolnych. Do kluczowych formatów UCI należą:
- HARQ-ACK (Hybrid Automatic Repeat ReQuest – ACKnowledge): Wskazuje potwierdzenie lub brak potwierdzenia odebranych pakietów danych łącza w dół, ułatwiając niezawodną komunikację.
- SR (Żądanie planowania): Wskazuje, że urządzenie mobilne żąda zasobów łącza zwrotnego w celu transmisji danych, szczególnie gdy urządzenie ma dane gotowe do wysłania.
- CSI (Informacje o stanie kanału): Przesyła informacje o bieżącym stanie kanału z urządzenia mobilnego do sieci, pomagając w alokacji zasobów i optymalizacji.
- UCI obejmuje różne formaty, z których każdy ma na celu przekazywanie określonych typów informacji kontrolnych. Do kluczowych formatów UCI należą:
- HARQ-ACK w UCI:
- HARQ-ACK jest krytycznym elementem UCI i jest przede wszystkim powiązany z mechanizmem potwierdzania w protokole Hybrid Automatic Repeat ReQuest. Urządzenie mobilne wykorzystuje HARQ-ACK do powiadamiania sieci, czy odebrana transmisja w dół zakończyła się pomyślnie lub czy wymagana jest ponowna transmisja.
- SR w UCI:
- Część UCI dotycząca żądania planowania (SR) umożliwia urządzeniu mobilnemu informowanie sieci o konieczności przesłania danych. To żądanie pomaga sieci efektywnie przydzielać odpowiednie zasoby łącza zwrotnego, minimalizując opóźnienia w przesyłaniu danych użytkownika.
- CSI w UCI:
- Channel State Information (CSI) zawarte w UCI dostarczają informacji zwrotnej z urządzenia mobilnego do sieci na temat aktualnego stanu kanału radiowego. Informacje te są niezbędne, aby sieć mogła podejmować świadome decyzje dotyczące alokacji zasobów, kształtowania wiązki i innych strategii optymalizacji komunikacji.
- Dynamiczna konfiguracja UCI:
- Konfigurację UCI, w tym wybór formatów do uwzględnienia w transmisji łącza zwrotnego, można dynamicznie dostosowywać w zależności od warunków sieciowych, wymagań ruchu i wymagań konkretnego przypadku użycia. Ta zdolność adaptacji przyczynia się do efektywnego wykorzystania zasobów łącza zwrotnego.
- Multipleksowanie formatów UCI:
- Różne formaty UCI mogą być multipleksowane w ramach tej samej transmisji łącza zwrotnego. Dzięki temu urządzenie mobilne może przekazywać wiele rodzajów informacji sterujących w jednej transmisji, zmniejszając narzut sygnalizacyjny i poprawiając wydajność widmową.
- Harmonogram i harmonogram UCI:
- Termin i harmonogram transmisji UCI są koordynowane przez sieć. Urządzenie mobilne postępuje zgodnie z instrukcjami sieci, aby uwzględnić UCI w określonych podramkach, zapewniając, że informacje sterujące dotrą do sieci w odpowiednim czasie i zsynchronizowane.
- Wpływ na alokację zasobów łącza zwrotnego:
- UCI odgrywa znaczącą rolę w alokacji zasobów łącza zwrotnego. Sieć wykorzystuje informacje przekazywane przez UCI, takie jak żądania planowania i informacje o stanie kanału, do alokacji odpowiednich zasobów, dostosowywania schematów modulacji i kodowania oraz optymalizacji ogólnej komunikacji łącza zwrotnego.
- Uwagi dotyczące adresu URL i małego opóźnienia:
- W przypadku zastosowań ultraniezawodnej komunikacji o niskim opóźnieniu (URLLC) terminowa transmisja UCI ma kluczowe znaczenie. Charakterystyka niskich opóźnień aplikacji wspierających UCI, które wymagają szybkiego czasu reakcji, takich jak automatyka przemysłowa i sterowanie w czasie rzeczywistym.
- Kompatybilność z formowaniem wiązki i MIMO:
- UCI zaprojektowano tak, aby był kompatybilny z zaawansowanymi technologiami radiowymi, w tym z systemami kształtowania wiązki i systemami MIMO (Multiple Output Multiple Output). Sieć wykorzystuje UCI do uzyskiwania informacji zwrotnych na temat warunków na kanale, co pozwala na adaptacyjne kształtowanie wiązki i efektywne wykorzystanie wielu anten.
- Względy bezpieczeństwa:
-
Transmisje
- UCI podlegają środkom bezpieczeństwa zapobiegającym nieuprawnionemu dostępowi, manipulacji lub podsłuchiwaniu. W celu zabezpieczenia informacji kontrolnych przesyłanych za pośrednictwem UCI stosowane są mechanizmy szyfrowania i uwierzytelniania.
- Integracja z kontrolą i zarządzaniem siecią:
- UCI jest zintegrowane z szerszymi ramami kontroli i zarządzania siecią. Informacje otrzymane za pośrednictwem UCI wpływają na decyzje związane z przekazaniem, strategiami kształtowania wiązki i ogólną optymalizacją sieci.
- Współpraca ze starszymi technologiami:
- UCI zaprojektowano tak, aby współpracował ze starszymi technologiami, zapewniając kompatybilność wsteczną. Zapewnia to płynne przejście na urządzenia mobilne, które mogą obsługiwać zarówno technologię 5G, jak i technologie komórkowe poprzednich generacji.
- Dynamiczna adaptacja w plasterkach sieci:
- W kontekście podziału sieci UCI można dynamicznie dostosowywać, aby spełniać specyficzne wymagania różnych wycinków sieci, obsługując różnorodne przypadki użycia. Ta elastyczność wspiera współistnienie różnych usług o odrębnych celach wydajnościowych.
Podsumowując, informacje sterujące łączem w górę (UCI) w sieci 5G obejmują wiele formatów, w tym HARQ-ACK, SR i CSI, z których każdy służy konkretnemu celowi, jakim jest ułatwianie wydajnej komunikacji łącza w górę. UCI odgrywa kluczową rolę w alokacji zasobów, zarządzaniu opóźnieniami i ogólnej optymalizacji sieci, przyczyniając się do niezawodnego i adaptacyjnego charakteru komunikacji bezprzewodowej 5G.