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解读全球首份LTE-Advanced Pro移动通信系统白皮书(6):灵活成帧以及移动边缘计算

目前,全球移动通信业界正在大力进行相关的技术研发,以期能不断地降低实际部署系统的延迟/时延、进一步地提高无线数据传输速率。

 

除了再次提高TCPTransmission Control Protocol,传输控制协议)的现网吞吐性能,“降低延迟/时延”也显得很重要——例如,通过技术升级来降低在高的无线数据传输速率的情况之下,无线设备对于减小缓冲时间的相关需求。

 

甚至,更为重要的是,“低的接入延迟/时延”决定着某些交互式应用的用户体验,并将可驱动各种潜在、新兴的延迟/时延敏感型应用场景的产生及不断发展。

 

LTE-Advanced Pro(第四代半移动通信)无线接入网络将可通过减小帧的长度、优化空口资源的物理层控制机制来处理延迟/时延问题。

 

LTE移动通信技术的发展历史上,TTITransmission Time Interval,传输时间间隔)不断减小,由此导致延迟/时延的减小:最初,TTI数值为14个符号,所对应的延迟/时延为1毫秒;后来,TTI数值为7个符号,所对应的延迟/时延为0.5毫秒左右;目前,TTI数值为两个符号,所对应的延迟/时延为0.14毫秒。可见,两者基本上所呈的是正比关系。

 

而在RTTRound Trip Time,往返延迟)方面,LTELTE-Advanced的为10~20毫秒,LTE-Advanced Pro的有两个等级:5~10毫秒、<2毫秒。

 

目前看来,通过减小(数据)符号的数量来缩短传输间隔延迟TTI数值,是保持LTE-Advanced Pro后向兼容性以及在现有LTE物理工作频段内可用性的最有发展前景的方式。LTELTE-Advanced现网中的1毫秒TTI所产生的往返时延为10~20毫秒,而将来商用部署的LTE-Advanced Pro的往返延迟将低于2毫秒、单向传输延迟则将小于1毫秒。具体如图1所示。

 

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各类型移动通信网络中,端到端往复延迟的演进

 

在物理层所产生的延迟/时延中,大部分均是由向移动通信终端设备提供传输许可、并对所接收到的数据进行确认所花的时间而产生的。因此,对这些部分的流程/时间进行优化,就将可为进一步减小延迟/时延提供另一种可行的方式。

 

此外,目前,全球移动通信业界正在讨论多种可以改善/优化上行传输许可流程的具有发展前景的解决方案。例如,“对于上行传输许可进行预分配/指配”将可消除大部分的固定延迟/时延——这种技术理念的灵感来源于已经应用于移动语音服务的“半持续调度”——总的说来,可被借鉴应用于其他具备随机发送/传输少量小数据包的移动通信/数据服务。

 

而其他具有替代性质或者补充性质的相关技术将可助力于对于网络资源更为有效地使用。作为此方面理念的一个示例,数个移动通信终端设备可通过获得相关许可,采取竞争性技术接入无线信道。

 

另外,全球移动通信业界也正在重新思考由现有同步ACK(确认)机制所产生的固定延迟/时延问题。作为一种替代性技术,异步ACK机制(对于潜在受限的数据大小)将有望被部署于下行通道。上行通道的数据流程改进情况如图2所示。

 

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2  LTE移动通信网络的上行传输延迟

 

目前,业界也有通过部署MECMobile Edge Computing,移动边缘计算)技术来进一步地减小端到端内容分发/传输延迟/时延的案例。比如Nokia的“Liquid Applications(灵动应用)”——无需对移动通信分组核心网络形成数据流量负载即可以极低的延迟/时延来分发/传输大量的本地化数据/内容。

 

可以预见的是,将来得到现网实际部署的LTE-Advanced Pro将可提供性能更佳的空口来部署实施基于移动边缘计算的“灵动应用”。

 

目前,ETSI(欧洲电信标准协会)正在对“移动边缘计算”技术进行标准化,发起单位即是Nokia

 

除了将可减小端到端延迟/时延,“移动边缘计算”还将可使得得到授权的第三方接入到RAN(无线接入网络)的边缘侧,使得他们可以按需地部署各种创新型的移动通信/数据应用及服务,并及时提供给广大普通公众用户、企业集团客户以及各个垂直行业用户。

 

最后,移动边缘计算技术也将有望成为未来第五代移动通信网络的一大核心组成部分。

 

 

参考文献

 

[1] Nokia Networks. LTE-Advanced Pro—Pushing LTE capabilities towards 5G[EB/OL].

http://www.gsacom.com/downloads/pdf/nokia_lte-advanced_pro_white_paper_2015.php4, 2015-12-07.

 

[2]李远东. 解读全球首份第四代半移动通信系统白皮书[EB/OL].

http://www.istis.sh.cn/list/list.aspx?id=8642, 2015-04-30.

 


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