Optimalizace mobilních sítí pro vzdáleného řízení robotické jednotky

Abstract

Mobilné siete piatej generácie poskytujú pripojenie s veľmi nízkym komunikačným oneskorením. Vďaka tomu je možné 5G sieť použiť na prenos s požiadavkami URLLC. Jedna zo služieb URLLC je takzvaný Taktilný Internet, ktorý je založený na poskytovaní vzdialeného ovládania so spätnou väzbou s úplnym hmatovým vnemom. 5G sieť úplne nepodporuje Taktilný Internet, ale vzdialená kontrola podporovaná je. V aplikáciách ako je vzdialená kontrola robotických jednotiek, môže dochádzať k pohybu zariadení aj na strane operátora a aj na strane robotickej jednotky. Často sa pri vzdialenom ovládaní hýbe iba robotická jednotka, ale sú aj prípady kde dochádza k pohybu operátora aj robotickej jednotky súčasne. Preto sme vypracovali riešienie optimalizujúce obe geograficky vzdialené 5G mobilné siete. Optimalizácia je postavená na vzájomnom prideľovaní prostriedkov. Využívame O-RAN xApps s RIC frameworkom na optimalizáciu obidvoch mobilných sietí. Aby sme overili náš koncept návrhu postavený xApps predstavujeme implementáciu v open source emulátore mobilnej siete za využitia štandardných E2SM. V čase písania tejto práce žiadne z dostupných open source emulátorov mobilných sietí neposkytuje funkcie potrebné k implementácií navrhovaného riešenia. Preto predstavujeme iba konceptuálny návrh implementácie.

The 5G mobile networks provide very low communication latency, therefore, enabling services such as URLLC. One of the URLLC services is Tactile Internet, which aims at enabling remote operations with haptic data, such as touch and feel, to the humans. 5G does not enable all Tactile Internet use cases, but Remote Control is available. In Remote Control applications such as Remote Robot Control both the controller (human operator) and robot can be mobile. In many cases, either only the robot or the controller are connected via mobile network. However, in many cases, both the controller and the robot can be connected via geographically separated mobile networks. Thus, in this thesis we develop a solution for optimization of two geographically separated 5G mobile networks through joint resource allocation. Proposed solution leverages O-RAN xApps within RIC framework, to access the mobile network information and optimize both mobile networks providing connectivity of the controller and the robot. To test the designed concept of xApps, implementation in open source mobile network emulator with standard E2SM is envisioned. However, as of writing of this thesis none of the open source mobile network emulator have the features necessary for implementation of the proposed solution available, thus only high level implementation is provided.