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3. 信頼性があり利用可能な無線ネットワークに向けて

この節では, Wi-Fi 6/7, IEEE 802.11, TSCH, 6TiSCH, 5G NR, TSN/TSC 統合, UE, gNB, RAN, UPF, PDU セッション, LDACS, PHY/MAC 用語, 図, 表, セキュリティ考慮事項を含む RAW 技術に関する RFC 本文を保持する.

RFC 原文​

3.  信頼性があり利用可能な無線ネットワークに向けて

3.1.  信頼性のためのスケジューリング

   パケットネットワークは, 重要な (例えば time-sensitive な) パケットに
   ついて, それらのパケットの送信に影響する望ましくない統計的効果
   (例えば遅延や損失) が排除されている場合に信頼性がある.

   deterministic network [RFC8655] の信頼性は, CPU やバッファなどの
   時間共有リソースの使用を制御し, 通信ハードウェア (例えばバッファ) と
   送信媒体 (例えば帯域幅, 送信スロット) の利用可能なリソース内に重要な
   パケット数を常に維持する, 厳密な schedule を正確に適用することに
   しばしば依存する.  schedule は, 各 hop でフローを構成するパケットの
   送信時刻を制御することで, フローを shaping するためにも使用できる.

   これを達成するには, ネットワーク全体で共有される時刻感覚が必要で
   ある.  時刻感覚は通常 lower layer によって提供され, RAW の範囲外で
   ある.  例として, IEEE 1588 および IEC 61588 として標準化された
   Precision Time Protocol (PTP) は, profile を通じて Ethernet,
   産業用および SmartGrid プロトコル, ならびに IEEE Std 802.1AS による
   Wi-Fi への mapping を持つ.

3.2.  可用性のための多様性

   機器 (例えば node) の故障は, フローが reroute されるかシステムが回復
   するまでに, 複数のパケットが連続して失われる原因となりうる.  機器
   故障の例には, 壊れたスイッチ, 再起動中の access point, 壊れたワイヤ
   または radio adapter, あるいは送信に対する固定障害物が含まれる.

   機器故障は, safety に関連するものなどの重要なアプリケーションでは
   許容されない.  一般的な process control loop は偶発的なパケット損失を
   許容するが, 複数のパケットが連続して失われると emergency stop を
   引き起こす.  遊園地の乗り物 (例えば Disneyland, Universal Studios,
   または MGM Studios の各パーク) では, 数百 ms にわたる連続的な
   パケット損失が乗り物の自動停止を引き起こし, 再起動のために
   アトラクションフロアの退避を必要とする場合がある.

   ネットワーク可用性は, hardware failure および co-channel interferers,
   multipath fading, 移動障害物などの制御不能な事象による無線送信損失に
   対して送信を resilient にすることで得られる.  最良の結果は通常,
   すべての形態の diversity を疑似ランダムに累積することで達成される --
   空間領域では replication and elimination, 時間領域では ARQ と多様な
   scheduled transmissions, 周波数領域ではフレーム間の frequency hopping
   または channel hopping である.

3.3.  スケジューリングの利点

   重要なパケットの冗長送信を多様な経路上に schedule することは, 有線上の
   宇宙粒子や無線上の干渉によるものなど, 破断や統計的な送信損失に対する
   resiliency を向上させる.  送信損失は無線では桁違いに頻繁であるが,
   life-critical および mission-critical アプリケーションでは, すべての
   場合に redundancy と diversity が必要である.

   必要な場合, worst-case time of delivery は end-to-end schedule の一部
   として保証でき, ネットワーク全体で共有される必要がある時刻感覚は,
   他のアプリケーションに公開され, それらによって活用されうる.

   さらに, scheduling は無線媒体上で特有の価値を提供する:

   *  Scheduling は time-sharing operation を可能にし, 各送信には固有の
      time/frequency resource が割り当てられる.  送信者と受信者は同期され,
      所定の周波数リソース上で, 所定の時刻に, 所定の期間だけ通信する
      よう schedule される.  このように, scheduling は scheduled
      transmissions 間の衝突を避け, 統計的な priority-based scheme と
      比較して, 重要トラフィックの高い比率 (超低損失の高優先度
      トラフィックが 60% または 70% である状況を想定) を可能にする.

   *  Scheduling は, time diversity と frequency diversity の両方の技術
      (例えば送信 retry 間) として使用でき, 送信者と受信者の両方に
      programming されたとおり, 次の送信を異なる周波数で行えるようにする.
      これは, 制御されていない送信機からの co-channel interference だけで
      なく multipath fading を打ち破るのにも有用である.

   *  送信は複数のチャネル上で並列に schedule することもできる.  これに
      より, hidden terminal problem を回避しながら利用可能な全スペクトルを
      使用できる.  例えば, 同じフロー内の次のパケットが, 数 hop 先へ進んだ
      前のパケットと同じチャネル上で干渉する場合である.

   *  Scheduling は帯域幅の使用を最適化する.  古典的な衝突回避技術と
      比較して, scheduled operations では Interframe Space (IFS) および
      exponential back-off に関連する空白時間がない.  ETSI 300-328 などの
      地域規制に準拠するために最小限の clear channel assessment が必要に
      なる場合があるが, 送信者が同期しているときにはそれによって衝突は
      検出されない.

   *  Scheduling は省エネルギーで重要な役割を果たす.  Internet of
      Things (IoT) ではエネルギーが最大の関心事であり, 送信者と listener
      を同期することで, scheduled transmission がないときに常に deep sleep
      に保つことができる.  これにより idle listening と長い preamble が
      回避され, トラフィックと resynchronization の間に長い sleep period
      が可能となり, バッテリ駆動ノードが mesh topology で複数年にわたり
      動作できるようになる.
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