基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化 被引量：3

1

作者 梁晨 贺德强 +2 位作者 任子阳 靳震震 杨卫峰 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-69,共12页

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门... 随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相比,提出的门控调度生成方法在计算精度和计算速度方面具有更大的优势,流量调度的平均端到端时延降低为57μs。研究成果能够满足列车通信网络流量调度的需求,可有效地实现时间敏感网络确定性通信在列车中的应用和改善。 展开更多

关键词 列车通信网络 时间敏感网络 流量调度 增量式调度 改进灰狼优化算法

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基于时间敏感网络的列车通信时间同步研究

2

作者 张军贤 梁汝军 +5 位作者 黄涛 张稳亿 徐龙 熊伟 朱海龙 彭开来 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第5期51-56,共6页

[目的]列车通信网络中NTP(网络时间协议)的毫秒级精度,已日渐无法满足大流量和确定性传输的要求,同时现有研究局限于将PTP(精确时钟同步协议)应用于列车通信场景,而缺乏列车通信网络中的时间敏感网络时间同步研究,因此有必要进行相关分... [目的]列车通信网络中NTP(网络时间协议)的毫秒级精度,已日渐无法满足大流量和确定性传输的要求,同时现有研究局限于将PTP(精确时钟同步协议)应用于列车通信场景,而缺乏列车通信网络中的时间敏感网络时间同步研究,因此有必要进行相关分析。[方法]首先,结合列车通信网络中时间同步的研究现状,根据时间敏感网络同步协议分析了列车通信网络中的偏差和时延;其次,提出了时钟服务源故障和跳变情况下的冗余机制;最后,通过模拟时间同步过程,验证了冗余机制的效果。[结果及结论]时间敏感网络能较好地适用于列车通信网络中时钟服务源的时间同步,且其冗余机制能较好地避免时钟服务源的故障和跳变带来的同步误差。 展开更多

关键词 列车通信网络 时间敏感网络 时间同步

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基于时间敏感网络的列车通信网络研究及应用

3

作者 齐玉玲 黄涛 +5 位作者 张军贤 贾焱鑫 徐龙 熊伟 朱海龙 彭开来 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第5期184-189,共6页

[目的]TCN(列车通信网络)拓扑结构复杂而且对传输实时性要求较高,目前列车数据传输主要采用TRDP(列车实时数据协议)进行承载,但会存在网络时延不确定的问题,故研究采用TSN(时间敏感网络)保证数据传输的有界时延,来解决TCN面临的以上问题... [目的]TCN(列车通信网络)拓扑结构复杂而且对传输实时性要求较高,目前列车数据传输主要采用TRDP(列车实时数据协议)进行承载,但会存在网络时延不确定的问题,故研究采用TSN(时间敏感网络)保证数据传输的有界时延,来解决TCN面临的以上问题。[方法]提出了TTAM(一种TRDP与TSN自适应的方法),以实现TRDP与TSN的协议转换,保证列车数据在网络中传输的时间确定性。[结果及结论]通过搭建TSN测试台,对TSN网络功能及性能(IEEE 802.1 AS与IEEE 802.1 Qbv协议)进行测试,验证了TTAM在TSN技术应用中的有效性。 展开更多

关键词 列车通信网络 时间敏感网络 列车实时数据协议

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基于时间敏感网络的列车通信网络时间同步与流量整形技术研究 被引量：3

4

作者 王欣立 于泽人 +1 位作者 周钧 张立斌 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第3期51-55,61,共6页

目前城市轨道交通列车多网融合通信系统无法保证关键性数据传输的确定性。分析了该系统对TSN(时间敏感网络)技术的需求,构建了流量整形网络试验平台,开展了基于TSN技术的时间同步与流量整形的相关测试。试验结果表明:在没有其他外界条... 目前城市轨道交通列车多网融合通信系统无法保证关键性数据传输的确定性。分析了该系统对TSN(时间敏感网络)技术的需求,构建了流量整形网络试验平台,开展了基于TSN技术的时间同步与流量整形的相关测试。试验结果表明:在没有其他外界条件干扰的情况下,可以实现预期的列车通信网络时间同步功能;流量整形技术在网络带宽达到上限的极端情况下,仍可以保证关键性数据传输的确定性。 展开更多

关键词 城市轨道交通 列车多网融合通信系统 时间敏感网络 时间同步 流量整形 传输确定性

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基于时间敏感网络的高速动车组网络拓扑仿真测试

5

作者 梁北辰 赵红卫 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第6期41-50,共10页

以太网通信为高速动车组的智能化和多网融合提供了技术基础。针对多网融合可能导致的线路负载过高和线路拥塞,需要验证时间敏感网络在以太网控车方面的实用性。时间敏感网络能够对数据进行优先级分类,保证重要数据的确定性传输。针对高... 以太网通信为高速动车组的智能化和多网融合提供了技术基础。针对多网融合可能导致的线路负载过高和线路拥塞,需要验证时间敏感网络在以太网控车方面的实用性。时间敏感网络能够对数据进行优先级分类,保证重要数据的确定性传输。针对高速动车组的多网融合场景,构建网络拓扑仿真模型。通过在仿真中对比线路空载与满载时开启和关闭TSN功能带来的影响,表明TSN设备能够稳定和降低线路满载时数据传输的时延。对单环网和双环网在正常和故障工况下的性能表现进行对比,表明两种拓扑都可以在出现单点故障时维持通信,且单环网在特定故障下的性能维持优于双环网。基于单环网网络架构和TSN交换机搭建试验台进行半实物仿真流量承载测试,表明单环网可以满足多网融合的运行需求。 展开更多

关键词 时间敏感网络 列车通信网络 通信网络仿真

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基于时间敏感网络的智慧列车通信网络架构研究 被引量：7

6

作者 杜振环 王欣立 周钧 《智慧轨道交通》 2022年第1期16-19,共4页

传统列车通信网络在集成度、灵活性和性能上无法满足智慧列车多业务数据融合、高可靠性、高确定性等信息传输需求,为此分析了下一代列车通信网络在带宽、确定性、互操作、功能安全和网络安全等方面的发展趋势。针对智慧列车需求,对5G及... 传统列车通信网络在集成度、灵活性和性能上无法满足智慧列车多业务数据融合、高可靠性、高确定性等信息传输需求,为此分析了下一代列车通信网络在带宽、确定性、互操作、功能安全和网络安全等方面的发展趋势。针对智慧列车需求,对5G及时间敏感网络(TSN)关键技术特性进行了分析,提出了基于5G和TSN的时间敏感型列车通信网络架构。介绍了TSN四个主要功能特性包括时间同步、确定性低延迟、高可靠性和资源管理,阐述了5G系统作为时间敏感网络桥接的系统架构。5G作为新一代移动通信技术,TSN作为传统以太网的升级技术,有望成为下一代列车通信网络关键技术,为智慧列车自动运行、虚拟编组、智能运维等业务提供通信平台支撑。 展开更多

关键词 时间敏感网络 列车通信网络 智慧列车 网络架构 5G

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有线无线融合的卫星时间敏感网络流调度研究 被引量：6

7

作者 徐川 刘俊斌 +2 位作者 邢媛 石东 赵国锋 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期1014-1023,共10页

随着空间通信任务日趋复杂化,尤其是对时间敏感的需求不断提升,一方面要求星内系统的高带宽、可靠性和实时性;另一方面星间无线链路也应具备低时延和高可靠性。但由于卫星内部有线链路与星间无线链路差异大,业务数据经过有线和无线链路... 随着空间通信任务日趋复杂化,尤其是对时间敏感的需求不断提升,一方面要求星内系统的高带宽、可靠性和实时性;另一方面星间无线链路也应具备低时延和高可靠性。但由于卫星内部有线链路与星间无线链路差异大,业务数据经过有线和无线链路联合传输时,容易引发节点拥塞,而无法保障时敏业务的时延有界需求。为了提升数据在空间网络传输的实时性,该文提出了一种有线无线融合的时间敏感网络(TSN)流调度方案,首先对有线和无线链路资源分配与终端时延关系进行分析建模,并通过TSN控制器收集终端时敏需求,构建以全网时敏业务端到端最小平均时延为优化目标,然后采用基于增强精英保留遗传算法进行方案的快速求解。通过Pycharm对比测试时隙分配算法的性能,同时设计实现基于EXata网络仿真平台的低轨卫星TSN系统,并搭建实验场景进行试验验证。测试结果表明,该文所提出的流联合调度方案能够为空间时敏任务提供有界、稳定的时延保障。 展开更多

关键词 空间通信任务 有线无线融合 时间敏感网络 流调度

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面向时间敏感网络的5G无线网增强技术研究 被引量：4

8

作者 信金灿 许森 +2 位作者 张化 熊尚坤 许话 《电信科学》 2022年第5期18-25,共8页

5G确定性网络是目前产业界正在积极推动的全新工业通信技术。为了逐步实现确定性传输,3GPP引入了时间敏感通信技术,与超可靠低时延通信技术相比,进一步在时延抖动和时间同步方面对5G网络进行了增强,从而实现端到端的时间敏感通信服务。... 5G确定性网络是目前产业界正在积极推动的全新工业通信技术。为了逐步实现确定性传输,3GPP引入了时间敏感通信技术,与超可靠低时延通信技术相比,进一步在时延抖动和时间同步方面对5G网络进行了增强,从而实现端到端的时间敏感通信服务。介绍了时间敏感通信技术特点和标准进展,时间敏感通信技术以时间敏感网络与5G网络融合的网络架构为基础,通过精确时间同步机制提高时间同步精度,通过服务质量和调度增强机制降低业务时延、提高传输可靠性,通过以太网头压缩技术提高传输效率。 展开更多

关键词 5G确定性网络 时间敏感网络 时间敏感通信 精准时间同步 服务质量增强

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3项时间敏感网络国家标准正式发布

9

《信息技术与标准化》 2023年第7期6-6,共1页

根据中华人民共和国国家标准公告(2023年第2号),数据通信领域3项时间敏感网络国家标准GB/T 42561—2023《信息技术系统间远程通信和信息交换实时以太网适配时间敏感网络技术要求》、GB/T 42563—2023《信息技术系统间远程通信和信息交换... 根据中华人民共和国国家标准公告(2023年第2号),数据通信领域3项时间敏感网络国家标准GB/T 42561—2023《信息技术系统间远程通信和信息交换实时以太网适配时间敏感网络技术要求》、GB/T 42563—2023《信息技术系统间远程通信和信息交换OPC统一架构与时间敏感网络融合映射》和GB/T 42586—2023《信息技术系统间远程通信和信息交换时间敏感网络配置》正式发布。 展开更多

关键词 信息技术系统 时间敏感 信息交换 远程通信 实时以太网 网络配置 数据通信 国家标准

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基于Reactor模型的列车车载安全计算机网络通信系统优化研究

10

作者 魏洋 彭宇飞 蒋文燕 《铁道通信信号》 2024年第8期1-8,共8页

为满足列车网络数据传输的高实时性要求,探讨从车载安全计算机网络通信系统软件层面对数据传输的实时性进行优化。基于Reactor模型,利用操作系统的I/O多路复用机制,将车载安全计算机网络通信系统中的I/O事件、定时事件、信号事件的调用... 为满足列车网络数据传输的高实时性要求,探讨从车载安全计算机网络通信系统软件层面对数据传输的实时性进行优化。基于Reactor模型,利用操作系统的I/O多路复用机制,将车载安全计算机网络通信系统中的I/O事件、定时事件、信号事件的调用接口进行融合统一,简化应用层调用的复杂度;使用带有优先级的事件队列存储已激活事件,根据已激活事件的优先级动态调整线程池中工作线程的优先级,利用强实时操作系统的任务优先级抢占调度策略保证高优先级事件被优先执行;设计一种线程池水位动态扩容机制,保证高优先级事件始终被优先处理,避免出现事件优先级反转;设计一种线程池水位动态减少机制,高效管理线程池容量,避免出现线程池容量偏大浪费系统资源,或线程池容量偏小导致增加重复创建线程开销。 展开更多

关键词 Reactor模型 车载安全计算机 网络通信系统 I/O多路复用 线程池 事件优先级 时间敏感网络

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无线超可靠低时延通信:关键设计分析与挑战 被引量：14

11

作者 伏玉笋 杨根科 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期187-203,共17页

目前超可靠低时延通信(URLLC)研究较碎片化,且侧重于某一点,因此以全景式视角,从应用场景和需求开始,介绍了URLLC相关的系统架构、关键技术和总体解决方案;然后分别对物理层检测性能需求、链路自适应、无线资源管理、端到端分集解决方... 目前超可靠低时延通信(URLLC)研究较碎片化,且侧重于某一点,因此以全景式视角,从应用场景和需求开始,介绍了URLLC相关的系统架构、关键技术和总体解决方案;然后分别对物理层检测性能需求、链路自适应、无线资源管理、端到端分集解决方案以及如何与时间敏感网络集成进行了深入的分析,并对候选方案进行了探讨。希望从广度到深度,对URLLC的理论研究以及如何应用有一个透彻全面的介绍,对其挑战有一个清晰的认识,从而为相关研究和工程技术人员提供借鉴。 展开更多

关键词 5G移动通信 超可靠低时延 时间敏感网络

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导弹防御中指挥控制通信系统效能评估方法 被引量：1

12

作者 黄小钰 李智 《导弹与航天运载技术》 北大核心 2011年第4期41-44,共4页

采用系统学中由上而下的分析方法,将目标弹看作时间敏感性目标,对弹道导弹的拦截概率进行建模。在分析弹道导弹时间特性的基础上,提出了基于拦截概率的指挥控制通信系统效能评估方法,建立了指挥控制通信系统的效能评估模型,并利用该模... 采用系统学中由上而下的分析方法,将目标弹看作时间敏感性目标,对弹道导弹的拦截概率进行建模。在分析弹道导弹时间特性的基础上,提出了基于拦截概率的指挥控制通信系统效能评估方法,建立了指挥控制通信系统的效能评估模型,并利用该模型对指挥控制通信系统的效能进行分析。仿真算例表明基于拦截概率的效能评估方法是有效可行的。 展开更多

关键词 指挥控制通信系统 弹道导弹 拦截概率 时间敏感性目标 效能评估

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uRLLC中TSC技术及相关应用研究 被引量：1

13

作者 廖敏 李静 《邮电设计技术》 2021年第5期49-54,共6页

uRLLC是5G的三大应用场景之一,具备高可靠、低时延、极高的可用性等特性。首先分析了uRLLC R16版本对工业互联网场景中TSN需求的标准化增强技术,然后给出了典型应用的部署方案,分析了uRLLC商用需要引入的增强功能和面临的挑战。

关键词 uRLLC IIOT 时间敏感网络 时间敏感通信 精确参考时钟 以太网头压缩

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确定性网络研究综述 被引量：109

14

作者 黄韬 汪硕 +3 位作者 黄玉栋 郑尧 刘江 刘韵洁 《通信学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期160-176,共17页

现有的互联网面对激增的视频流量和工业机器应用,存在着大量的拥塞崩溃、数据分组时延等问题,而许多网络应用,例如工业互联网、远程医疗、无人驾驶、VR游戏等,需要达到1~10 ms时延,微秒级抖动,但传统的网络只能将端到端的时延减少到几... 现有的互联网面对激增的视频流量和工业机器应用,存在着大量的拥塞崩溃、数据分组时延等问题,而许多网络应用,例如工业互联网、远程医疗、无人驾驶、VR游戏等,需要达到1~10 ms时延,微秒级抖动,但传统的网络只能将端到端的时延减少到几十毫秒。在这样的背景下,对网络端到端时延的控制如何从“尽力而为”到“准时、准确”,成为当前全球关注的热点领域。通过介绍确定性网络的应用场景与需求,描述当前该领域的主要研究成果,总结分析了该领域的研究发展趋势和核心问题,期望对该领域的研究起到参考和帮助作用。 展开更多

关键词 确定性网络 时间敏感网络 5G移动通信 工业互联网 服务质量 超低时延

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确定性网络的5G%TSN技术演进探讨 被引量：1

15

作者 王成林 《电信快报》 2023年第4期13-16,共4页

介绍确定性网络技术中的5G%TSN(时间敏感网络)技术,从5G与TSN网络的融合架构开始,重点分析5G%TSN的演进方向,包括内生确定性UE(终端)-UE组网、TSN的灵活授时机制、时钟源的可靠性增强、高可靠传输能力开放、与DetNet互通的L3确定性能力... 介绍确定性网络技术中的5G%TSN(时间敏感网络)技术,从5G与TSN网络的融合架构开始,重点分析5G%TSN的演进方向,包括内生确定性UE(终端)-UE组网、TSN的灵活授时机制、时钟源的可靠性增强、高可靠传输能力开放、与DetNet互通的L3确定性能力支持、分布式TSN网络管理模型。通过技术演进的展现,明晰相关行业业务应用的具体形态,针对特定的需求,构建更高效的确定性网络。最后,结合当前的技术应用场景,总结5G%TSN的现实意义,为相关的技术选型提供一些参考。 展开更多

关键词 TSN(时间敏感网络) 确定性网络 tsc(时间敏感通信)

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5G URLLC标准及关键技术研究 被引量：5

16

作者 李皛 张志荣 +3 位作者 陈建刚 李鹏 张化 周阅天 《电子技术应用》 2020年第10期14-19,共6页

5G标准定义了eMBB增强移动宽带、mMTC海量大连接、URLLC低时延高可靠三大应用场景。随着5G逐步成熟商用,URLLC业务作为垂直行业的重要切入点也在逐渐完善优化。首先介绍了URLLC技术标准演进情况,随后从低时延、高可靠和URLLC与eMBB复用... 5G标准定义了eMBB增强移动宽带、mMTC海量大连接、URLLC低时延高可靠三大应用场景。随着5G逐步成熟商用,URLLC业务作为垂直行业的重要切入点也在逐渐完善优化。首先介绍了URLLC技术标准演进情况,随后从低时延、高可靠和URLLC与eMBB复用三方面分别分析了实现URLLC的关键技术,最后将URLLC与TSN网络融合做了阐述。 展开更多

关键词 超可靠低时延通信 短时隙 复用 免授权 时间敏感网络

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基于OMNeT++的5G-TSN调度算法综述 被引量：1

17

作者 朱渊 胡馨予 +1 位作者 吴思远 黄蓉 《西安邮电大学学报》 2023年第1期9-18,共10页

对适配第五代移动通信系统-时间敏感网络(5th Generation Mobile System-Time-Sensitive Network,5G-TSN)跨网传输的调度算法进行研究。介绍比例公平算法、最大载干比算法和最早截止时间优先算法等3种5G系统常用调度算法,并对比5G常用... 对适配第五代移动通信系统-时间敏感网络(5th Generation Mobile System-Time-Sensitive Network,5G-TSN)跨网传输的调度算法进行研究。介绍比例公平算法、最大载干比算法和最早截止时间优先算法等3种5G系统常用调度算法,并对比5G常用调度算法对时间敏感业务跨网的传输适配性。针对5G-TSN跨网传输需求,基于OMNeT++构建了5G-TSN跨网传输仿真环境,验证比例公平、最大载干比和最早截止时间优先等3种算法在多业务场景下对时间敏感业务的时延保障能力和系统吞吐量性能。验证结果表明,比例公平算法能够兼顾时间敏感业务时延性能保障与系统吞吐量,是较优的5G-TSN协同传输调度算法。 展开更多

关键词 第五代移动通信系统 时间敏感网络 调度算法 时间敏感业务 端到端时延

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面向5G TSN的网络架构演进及增强技术研究 被引量：13

18

作者 吴欣泽 信金灿 张化 《电子技术应用》 2020年第10期8-13,共6页

近年来,时间敏感网络技术(TSN)的发展逐步引起工业界的广泛关注,其凭借低抖动、低延时、确定性传输等优势,为对传输时延有较高要求的应用场景提供了有力支撑,成为下一代工业网络承载技术的重要演进方向之一。为了在端到端的层面上满足... 近年来,时间敏感网络技术(TSN)的发展逐步引起工业界的广泛关注,其凭借低抖动、低延时、确定性传输等优势,为对传输时延有较高要求的应用场景提供了有力支撑,成为下一代工业网络承载技术的重要演进方向之一。为了在端到端的层面上满足某些垂直行业业务对低时延、高可靠的需求,5G网络在R15 URLLC的基础上对QOS、空口同步、头压缩等方面进行了增强,以满足TSN网络对于5G设备的严苛要求。首先从垂直行业需求入手,分析了5G网络与TSN融合的必要性,最后结合3GPP R16标准进展研究了TSN对于5G商用网络改造需求以及面临的挑战。 展开更多

关键词 时间敏感网络 5G网络架构 高可靠低时延通信 QOS

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3GPP R16的5G演进技术研究 被引量：9

19

作者 朱雪田 《电子技术应用》 2020年第10期1-7,13,共8页

3GPP R16标准对R15进行增强和扩展,使得5G技术方案体系更加完整,技术能力体系更加完善,行业赋能体系更加完美,成为5G商用进程中的重要里程碑。以当前5G商用发展中面临的挑战作为出发点,围绕着“技术方案的趋于完整”、“基础能力的持续... 3GPP R16标准对R15进行增强和扩展,使得5G技术方案体系更加完整,技术能力体系更加完善,行业赋能体系更加完美,成为5G商用进程中的重要里程碑。以当前5G商用发展中面临的挑战作为出发点,围绕着“技术方案的趋于完整”、“基础能力的持续提升”和“行业赋能的不断扩展”三方面,对R165G演进技术的需求、特性和应用场景重点展开分析,并对R17后续技术演进方向进行展望。 展开更多

关键词 增强型宽带通信 超高可靠低时延通信 大规模机器通信 时间敏感网络 蜂窝车联网

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使能未来工厂的5G能力综述 被引量：7

20

作者 伏玉笋 唐金辉 《电信科学》 2022年第9期18-35,共18页

5G系统将移动通信服务从移动电话、移动宽带和大规模机器通信扩展到新的应用领域,即所谓对通信服务有特殊要求的垂直领域。对使能未来工厂的5G能力进行了全面的分析总结,包括弹性网络架构、灵活频谱、超可靠低时延通信、时间敏感网络、... 5G系统将移动通信服务从移动电话、移动宽带和大规模机器通信扩展到新的应用领域,即所谓对通信服务有特殊要求的垂直领域。对使能未来工厂的5G能力进行了全面的分析总结,包括弹性网络架构、灵活频谱、超可靠低时延通信、时间敏感网络、安全和定位,而弹性网络架构又包括对网络切片、非公共网络、5G局域网和边缘计算的支持。希望从广度到深度,对相关的理论及技术应用做透彻、全面的梳理,对其挑战做清晰的总结,从而为相关研究和工程技术人员提供借鉴。 展开更多

关键词 5G垂直业务 超可靠低时延通信 时间敏感网络 安全 定位 网络切片 边缘计算

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