Les mathématiciens de l'Université RUDN ont découvert comment établir une communication 5G dans l'usine du futur

Technologie 5G, ou Nouveau La radio (NR) implique la prise en charge simultanée de deux services — l’accès mobile haut débit eMBB (enhanced Mobile BroadBand) et une connexion hautement fiable avec une URLLC à faible latence (Ultra-Reliable and Low-Latency Communication). Le service eMBB est un Internet mobile classique, la prochaine étape dans le développement des réseaux de données mobiles après la 4G. URLLC est conçu pour le contrôle à distance de mécanismes et de robots — par exemple, des véhicules sans pilote. Dans des conditions réelles, le trafic eMBB et URLLC est mélangé, ce qui peut réduire la vitesse et la fiabilité de la connexion. Les mathématiciens de l’Université RUDN ont suggéré comment résoudre ce problème. Pour ce faire, l’essentiel est de calculer la bonne stratégie de hiérarchisation des services au sein du réseau.

«Les systèmes mobiles de cinquième génération (5G) ont été développés pour un large éventail d’applications. Par conséquent, les stations de base NR doivent prendre en charge à la fois eMBB et URLLC. La recherche se concentre maintenant sur les mécanismes permettant de soutenir ces services de manière isolée. Cependant, la prise en charge conjointe de ces types de trafic n’est pratiquement pas étudiée. Nous avons exploré la possibilité d’une prise en charge simultanée d’eMBB et d’URLLC dans les réseaux industriels 5G NR en utilisant la hiérarchisation», Daria Ivanova, doctorante, Département d’informatique appliquée et de théorie des probabilités, Université RUDN.

Les mathématiciens de l’Université RUDN ont envisagé le modèle de l’usine du futur. On suppose que le réseau 5G est déployé dans certaines productions, équipées de robots mobiles et d’une variété d’appareils, de capteurs et de capteurs. Ils transmettent des données au service cloud, où le module de contrôle prend des décisions et attribue de nouvelles tâches. Les capteurs et les émetteurs génèrent du trafic URLLC et les dispositifs de surveillance génèrent du trafic eMBB . En même temps, tout bouge dans l’usine, interférant avec le signal. Après avoir décrit mathématiquement ce système, les scientifiques ont sélectionné la stratégie optimale d’exploitation du réseau, qui offre la meilleure vitesse et la meilleure fiabilité avec un nombre minimum de stations de base.

Il s’est avéré qu’avec l’aide de la hiérarchisation, il est possible de «séparer» complètement le trafic eMBB et URLLC l’un de l’autre. La stratégie D 2 D (appareil à appareil) permet d’ obtenir la connexion la plus fiable, à savoir fournir une probabilité de rupture URLLC de seulement un millième de pour cent. Le secret du D2D est que la station de base réserve délibérément une partie des ressources pour l’échange direct d’informations entre les appareils eux-mêmes.

«Nos résultats numériques montrent que la hiérarchisation isole efficacement le trafic et ne nécessite pas de contrôle externe. Une stratégie orientée D2D où la station de base réserve certaines ressources pour la communication directe est bien supérieure à celles où la réservation explicite n’est pas utilisée, ainsi qu’une stratégie dans laquelle tout le trafic passe par la station de base. Notre modèle peut être utilisé pour calculer la densité requise de stations de base pour toutes les stratégies envisagées», Ekaterina Markova, PhD en physique et mathématiques, professeure associée, Département d’informatique appliquée et de théorie des probabilités, Université RUDN.

Les résultats sont publiés dans la revue IEEE accès.