La conception de la couche physique pour "ultra-reliable low-latency communications" en 5G

Physical layer design for ultra-reliable low-latency communications in 5G

• Auteur / Autrice : Trung Kien Le
• Direction : Florian Kaltenberger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique, télécommunications et électronique
• Date : Soutenance le 15/10/2021
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut EURECOM (Sophia-Antipolis, Alpes-Maritimes)
• Jury : Président / Présidente : David Gesbert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ingrid Moerman, Mérouane Debbah, Umer Salim
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Raphaël Visoz, Petar Popovski

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes de télécommunications à large bande

Réalité augmentée

Téléphonie mobile

Technologie 5G

Systèmes de communication sans fil

LTE (norme)

Communications par étalement du spectre

Mots clés libres

Ultra-reliable low-latency communications

5G

Configured-grant ressources

Multiplexage d'EMBB et d'URLLC

Downlink semi-persistent scheduling transmission

Accès au canal dans le spectre sans licence

Résumé

L'émergence de nouveaux cas et d’applications tels que la réalité virtuelle/augmentée, l'automatisation industrielle, les véhicules autonomes, etc. en 5G fait définir au Third Generation Partnership Project (3GPP) Ultra-reliable low-latency communications (URLLC) comme un des trois services. Pour soutenir URLLC avec des exigences strictes de la fiabilité et de la latence, 3GPP Release 15 et 16 ont standardisé des fonctionnalités d’URLLC dans le spectre sous licence. Release 17 en cours agrandit des fonctionnalités d’URLLC au spectre sans licence pour cibler des nouveaux cas dans des scénarios industriels. Dans la première partie de cette thèse du Chapitre 2 au Chapitre 4, nous nous concentrons sur URLLC dans le spectre sous licence. La première étude est confrontée au problème de garantir le nombre des répétitions dans des uplink configured-grant (CG) ressources. Ensuite, nous étudions la collision entre une eMBB UL transmission d'un UE et une URLLC UL transmission d'un autre UE sur des CG ressources. Enfin, nous recherchons la DL transmission où le feedback de la DL semi-persistent scheduling transmission est abandonné à cause du conflit entre des DL/UL symboles. Dans la deuxième partie du Chapitre 5 au Chapitre 8, nous nous focalisons sur URLLC dans le spectre sans licence. Dans le spectre sans licence, un appareil demande d'accéder au canal en utilisant load based equipment (LBE) ou frame based equipment (FBE). L’incertitude d’acquérir un canal par LBE ou FBE pourrait empêcher la URLLC transmission d’atteindre l’exigence de la latence. Par conséquent, l'étude de l'impact de LBE ou FBE sur la URLLC transmission et des améliorations de LBE et de FBE sont nécessaires.

The advent of new use cases and new applications such as augmented/virtual reality, industrial automation, autonomous vehicles, etc. in 5G has made the Third Generation Partnership Project (3GPP) specify Ultra-reliable low-latency communications (URLLC) as one of the service categories. To support URLLC with the strict requirements of reliability and latency, 3GPP Release 15 and Release 16 have specified the URLLC features in licensed spectrum. The ongoing 3GPP Release 17 extends the URLLC features to unlicensed spectrum to target the new use cases in the industrial scenario. In the first part of the thesis from Chapter 2 to Chapter 4, we focus on the URLLC in licensed spectrum. The first study deals with the problem of ensuring the configured number of uplink (UL) configured-grant (CG) repetitions of a transport block. Secondly, we study the collisions of an eMBB UL transmission of a user equipment (UE) and an URLLC UL transmission of another UE on the CG resources. Thirdly, the focus of this study is the downlink (DL) transmission where the feedback of the DL semi-persistent scheduling transmission is dropped due to the conflict of the DL/UL symbols. In the second part from Chapter 5 to Chapter 8, we focus on URLLC operation in unlicensed spectrum. In unlicensed spectrum, a 5G device is required to access to a channel by using load based equipment (LBE) or frame based equipment (FBE). The uncertainty of obtaining channel access through LBE or FBE can impede the achievement of the URLLC latency requirements. Therefore, the study of impact of LBE and FBE on URLLC transmission and the enhancements of LBE and FBE are needed.