基于有损信道的触觉媒体通信多路径调度

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最近发布的第五代(5G)新无线电(NR)特别关注超可靠低延迟通信(URLLC)和增强移动宽带(e MBB)服务。URLLC服务需要1ms的低延迟和99.999%的高可靠性,而e MBB服务需要高数据率。URLLC服务专注于触觉媒体,而e MBB服务专注于视频。在5G NR服务中,除了视频外,还可以提供触觉媒体支持。在触觉媒体中出现的主要网络条件问题是降低体验质量(Qo E)的包丢失、延迟和抖动。然而,在实时应用中,触觉媒体流量需要实现高可靠性、低延迟和最小开销。本文重点研究了针对触觉媒体的多路径调度机制。多路径调度在URLLC服务中提供了很高的期望,以满足触觉媒体的可靠性和延迟(即端到端(E2E)延迟)的要求。本文研究了一种基于双连通性(DC)与数据包重复(PD)算法的多路径调度方案,将相同的包同时通过多个链路(或路径)传输,以满足触觉媒体的性能需求。论文主要工作和贡献如下:首先,研究了触觉媒体通信问题。触觉媒体通信面临的关键问题或挑战是要求高可靠性,最大包丢失概率为0.001%以及不超过1ms的端到端低延迟。此外,原则、网络架构、压缩、协议、定性特征、要求、网络条件问题、体验质量和服务质量方法被认为是触觉媒体通信的关键使能因素。其次,研究了多路径调度机制。给出了问题的求解公式、考虑的多路径模型、调度和信道算法。所提多路径机制的新颖之处在于,它可以通过网络中的不同路径传递压缩的触感媒体帧,如内部(I)、帧间(P)和双向(B)帧。最后,在Matlab中针对多业务流量(具有视频的触觉媒体)异构网络场景实现了所考虑的方法。仿真结果表明,在单连通的典型设置下,可靠性提高了57%,端到端延迟降低了23%,协议开销降低了20%。
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