面向 5G/6G 网络中时敏感应用的离散时间信用制约束
网络与互联网体系结构
2026-03-18 v3
摘要
未来的无线网络必须为诸如智能厂厂控制回路等工作负载提供确定性的端到端时延保证。在以太网上，这些保证由 IEEE 802.1 时敏感网络 (TSN) 标准工具集提供。信用制约束 (CBS) 是其中之一，可实现时延上界。直接将 CBS 移植到 5G/6G New Radio (NR) 具有挑战性，因为 NR 按离散时间调度流量，采用取决调制方式的资源分配，而 CBS 假设为连续、固定速率的链路。现有 TSN-over-5G 翻译器将以太网优先级映射到 5G 质量服务 (QoS) 标识，但未改变无线调度器，因此在无线接入网络 (RAN) 内确定性时延仍被保留。为此，我们提出一种新颖的时槽原生方法，使 CBS 能在离散 NR 时槽中原生运行。我们首先提出每用户设备 (UE) 队列的时槽级信用公式，通过授予的传输块大小 (TBS) 来扣除信用；我们称之为离散时间 CBS (CBS-DT)。认识到对完整 TBS 的扣除会对实际仅使用部分授权的传输造成不公平报应，我们进而引入并分析基于部分使用 (PU) 的 CBS (CBS-PU)。CBS-PU 按实际排队字节数比例缩放信用扣除。结果表明，CBS-PU 算法可保持信用的有界，保留长期速率预约，并保证最坏情况时延性能不劣于 CBS-DT。仿真结果表明，时槽级信用控制——尤其是 CBS-PU —— 使 NR 能够导出 TSN 类 QoS，同时最大化资源利用。
引用
@article{arxiv.2505.12091,
title = {Discrete Time Credit-Based Shaping for Time-Sensitive Applications in 5G/6G Networks},
author = {Anudeep Karnam and Kishor C. Joshi and Jobish John and George Exarchakos and Sonia Heemstra de Groot and Ignas Niemegeers},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12091},
year = {2026}
}
备注
Accepted to COMSNETS 2026