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.
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.
