从指标到机制：通过有限块长动态特性设计无线韧性

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：From Metric to Mechanism: Designing Wireless Resilience through Finite Blocklength Dynamics

　　

摘要：

下一代无线网络必须在突发且严重的干扰下保持可靠运行，特别是在超高可靠低延迟通信（URLLC）场景中，严格的时间约束主导着系统设计。本工作从以时间为中心的视角出发解决网络韧性问题，通过明确集成有限块长（FBL）通信，从而将传输持续时间作为系统恢复的可控资源。为此，我们提出了一个统一的跨层框架，该框架联合耦合队列动态、速率适配和块长优化，使系统能够主动吸收、适应并从多种韧性事件中恢复。为了系统评估这些机制，我们引入了一种可解释的韧性指标，将干扰影响分解为吸收损失、适应效率和恢复行为，从而实现对系统韧性的直接和直观评估。基于此框架，我们开发了一种三阶段交替优化方法，联合优化物理层参数，包括波束成形、可重构智能表面（RIS）相移和块长，揭示了在 FBL 体制下时间感知资源分配的重要性。数值结果表明，在重复的信道中断和 AI 驱动的业务激增下，该方案表现出强大的韧性性能，突显了跨层资源适配的有效性。最后，所提出的韧性指标能够跨不同方法和干扰类型，对韧性性能进行直观且一致的比较，同时揭示它们各自的优势和局限性。