As mission- and safety-critical wireless applications grow in complexity and diversity, next-generation wireless systems must meet increasingly stringent and multifaceted requirements. These systems demand resilience along with enhanced intelligence and adaptability to ensure reliable communication under diverse conditions. This paper proposes an event-based multi-stage resilience framework for systematically integrating complementary error mitigation techniques in wireless networks. The framework is applied to uplink transmission of mixedcriticality data under random link blockages. A key component is a novel mixed-criticality rate-splitting multiple access (MC-RSMA) scheme that combines multi- and single-connectivity to balance rate and blockage robustness. MC-RSMA is complemented by one-sided access point cooperation and central decoding, which are integrated into an event-driven algorithm. Here, increasingly effective but more complex mechanisms are activated sequentially to systematically counteract blockages while balancing resilience with cost. From a cross-layer perspective, two transmit power allocation problems are formulated: One for separate decoding and one for central decoding, to ensure fair queue utilization under heterogeneous quality-of-service requirements. Extensive simulations are used to evaluate the delay performance under varying blockage durations and examine the cost tradeoffs among resilience mechanisms within the proposed framework. Results show that the proposed framework achieves resilience across disruption regimes: MC-RSMA balances efficiency and robustness as a criticality-aware core scheme, active robustness strategies handle frequent short-term fluctuations, and adaptive recovery ensures performance during rare, prolonged blockages.


翻译:随着任务关键型和安全关键型无线应用在复杂性和多样性方面的增长,下一代无线系统必须满足日益严格和多方面的要求。这些系统需要在增强智能性和适应性的同时具备弹性,以确保在不同条件下的可靠通信。本文提出了一种基于事件的多阶段弹性框架,用于在无线网络中系统性地整合互补的误差缓解技术。该框架应用于随机链路阻塞下的混合关键性数据上行传输。一个关键组成部分是一种新颖的混合关键性速率分割多址接入(MC-RSMA)方案,它结合了多连接和单连接,以平衡速率与阻塞鲁棒性。MC-RSMA辅以单边接入点协作和中心解码,这些被集成到一个事件驱动算法中。在此,逐步激活更有效但更复杂的机制,以系统性地对抗阻塞,同时平衡弹性与成本。从跨层视角出发,本文提出了两个发射功率分配问题:一个用于独立解码,另一个用于中心解码,以确保在异构服务质量要求下的公平队列利用率。通过大量仿真评估了不同阻塞持续时间下的延迟性能,并检验了所提框架内各弹性机制之间的成本权衡。结果表明,所提框架在各类中断场景下均实现了弹性:MC-RSMA作为一种关键性感知核心方案,平衡了效率与鲁棒性;主动鲁棒性策略处理频繁的短期波动;而自适应恢复确保了在罕见、长期阻塞期间的性能。

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