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, offering a guideline for efficiently integrating a combination of error mitigation techniques. The framework is applied to a case study focusing on uplink transmission of mixed-criticality data in the presence of random link blockages. The proposed scheme combines multiple blockage mitigation strategies - rate-splitting multiple access (RSMA), one-sided access point cooperation, and central decoding - within an event-driven algorithm. Each method, increasing in effectiveness and complexity, is activated sequentially to systematically overcome blockages. We model a mixed-criticality queuing system and formulate two transmit power allocation problems, one for separate decoding and one for central decoding, to ensure queue stability and fairness. Simulations evaluate the delay performance under varying blockage durations and examine the cost tradeoffs among resilience mechanisms within the proposed framework. The results suggest that passive robustness strategies effectively handle frequent short-term fluctuations, while more complex adaptation becomes germane for rare and prolonged blockages. Additionally, the results emphasize the importance of criticality-awareness for resilient communication design.


翻译:随着任务关键型和安全关键型无线应用日益复杂多样,下一代无线系统必须满足日益严格且多方面的需求。这些系统不仅需要弹性,还需增强智能性和适应性,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,为高效集成多种错误缓解技术提供了指导。该框架通过一个案例研究进行应用,重点关注存在随机链路阻塞情况下的混合关键性数据上行传输。所提方案将多种阻塞缓解策略——速率分割多址接入(RSMA)、单侧接入点协作与中心解码——结合在一个事件驱动算法中。每种方法按效果和复杂度递增的顺序依次激活,以系统性地克服阻塞。我们建立了一个混合关键性排队系统模型,并构建了两个发射功率分配问题(分别针对分离解码和中心解码),以确保队列稳定性与公平性。仿真评估了不同阻塞持续时间下的延迟性能,并检验了框架内各弹性机制间的成本权衡。结果表明,被动鲁棒性策略能有效应对频繁的短期波动,而更复杂的自适应机制则适用于罕见且持续的阻塞场景。此外,结果强调了关键性感知对于弹性通信设计的重要性。

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