5G TTI – Interwał Czasu Transmisji
Wczoraj omawialiśmy E-UTRAN jako kluczowy komponent sieci 5G, a dziś przejdziemy głębiej w strukturę fizycznej warstwy 5G i omówimy TTI – Transmission Time Interval. Ten pozornie prosty parametr ma ogromny wpływ na opóźnienia, wydajność i elastyczność łącza radiowego w 5G. Żeby w pełni zrozumieć 5G TTI, musimy przyjrzeć się również slotom, mini-slotom, modulacji i różnicom w stosunku do LTE.
Czym jest TTI?
TTI to okres czasu, w którym dane są transmitowane w warstwie fizycznej w jednym ciągu transmisyjnym. Innymi słowy, jest to czas trwania jednej jednostki transmisji. W LTE TTI był stały i wynosił 1 ms, ale w 5G New Radio (NR) został całkowicie przedefiniowany – teraz może być znacznie krótszy, dzięki czemu możliwe jest uzyskanie bardzo niskich opóźnień.
Elastyczne ramki czasowe w 5G
5G NR wprowadza koncepcję elastycznego TTI, który może się dostosowywać w zależności od usługi. Dzięki temu sieć może optymalizować zasoby radiowe np. dla strumieniowania wideo, IoT czy komunikacji o ultraniskim opóźnieniu (URLLC).
- Slot-based TTI: Standardowy slot 5G może mieć różny czas trwania w zależności od subcarrier spacing (SCS).
- Mini-slot TTI: Krótsze od slotu, może rozpocząć się w dowolnym czasie – idealne dla URLLC.
Subcarrier Spacing i jego wpływ na TTI
5G NR wspiera wiele różnych odstępów między podnośnymi – tzw. Subcarrier Spacing (SCS): 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz i 240 kHz. Od tego odstępu zależy długość slotu i w konsekwencji – TTI.
Mini-slot – klucz do ultraniskich opóźnień
Mini-slot to innowacyjne rozwiązanie 5G pozwalające rozpocząć transmisję w dowolnym momencie – nie trzeba czekać na początek standardowego slotu. Mini-sloty zawierają od 2 do 6 symboli OFDM, dzięki czemu sieć może reagować natychmiast na zapotrzebowanie użytkownika lub urządzenia.
Transmission time interval (5g tti, tti 5g, tti lte, tti in 5g)
To kluczowy mechanizm dla usług takich jak:
- Komunikacja autonomicznych pojazdów
- Sterowanie robotami w czasie rzeczywistym
- Zdalna chirurgia
Porównanie: TTI w LTE vs TTI w 5G NR
| Parametr | LTE | 5G NR |
|---|---|---|
| Minimalny TTI | 1 ms | 0,0625 ms (z mini-slotem) |
| Elastyczność | Brak – sztywny TTI | Wysoka – dynamiczne TTI |
| Zoptymalizowane dla | eMBB | eMBB, URLLC, mMTC |
Jak TTI wpływa na opóźnienia?
Im krótszy TTI, tym mniejsze opóźnienie między momentem zgłoszenia transmisji a jej faktycznym rozpoczęciem. W LTE trzeba było czekać do początku następnego TTI (1 ms). W 5G, dzięki mini-slotom, transmisja może ruszyć po kilku mikrosekundach.
Zastosowanie dynamicznego TTI w praktyce
Dzięki elastycznemu zarządzaniu TTI, 5G może dostosować się do różnych scenariuszy. Przykłady:
- eMBB (Enhanced Mobile Broadband): dłuższe sloty, większa przepustowość
- URLLC: mini-sloty, maksymalna szybkość reakcji
- mMTC (masowe IoT): zróżnicowane TTI w zależności od ruchu
Co jeszcze wpływa na TTI?
Warto wspomnieć też o takich aspektach jak:
- Scheduler – dynamiczne przydzielanie zasobów
- Harq Timing – zależność między TTI a retransmisją
- QoS Flow – usługi z różnymi wymaganiami czasowymi
TTI w paśmie mmWave
Pasmo milimetrowe (mmWave) pozwala na zastosowanie bardzo szerokiego SCS, np. 240 kHz, co daje ultrakrótkie sloty. W tym przypadku TTI może wynosić mniej niż 0,1 ms, co znacząco poprawia jakość usług wymagających szybkiego reagowania.
Podsumowanie możliwości 5G TTI
| Typ TTI | Czas trwania | Korzyści |
|---|---|---|
| Standardowy slot | 0,125–1 ms | Wysoka przepustowość |
| Mini-slot | 0,031–0,25 ms | Niskie opóźnienia |
| Dynamiczny TTI | Zmienny | Dostosowanie do typu usługi |
Co zobaczymy jutro?
Teraz gdy wiesz, czym jest TTI i jak wpływa na wydajność sieci, jutro możemy zagłębić się w temat HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request) i zobaczyć, jak system radzi sobie z błędami transmisji w czasie rzeczywistym. HARQ i TTI są ze sobą silnie powiązane, ponieważ krótki TTI oznacza szybsze retransmisje i większą niezawodność.