雖然工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)并不止是有“網(wǎng)”，但“網(wǎng)絡(luò)連接”對(duì)于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)而言至關(guān)重要。

  在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接中，工廠的廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)將扮演非常重要的角色。

  廠內(nèi)網(wǎng)絡(luò)既有有線接入網(wǎng)，也有無線接入網(wǎng)。5G URLLC是后者的一種很被運(yùn)營商看好的技術(shù)。

  5G URLLC是5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景之一，URLLC即超高可靠與低時(shí)延通信。

  可見，在全球移動(dòng)通信業(yè)界的設(shè)想中，5G URLLC具備高可靠、低時(shí)延、極高的可用性等全新特性。

  有了上述新的可謂“極致”的特性，5G URLLC被業(yè)界廣泛認(rèn)為可以應(yīng)用于工業(yè)控制、工廠自動(dòng)化、智能電網(wǎng)、設(shè)備、車聯(lián)網(wǎng)通訊、遠(yuǎn)程手術(shù)等場(chǎng)景。

  2016年初，3GPP啟動(dòng)了5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由的制定，其中，計(jì)劃到2019年底完成的R16版標(biāo)準(zhǔn)（5G第二階段標(biāo)準(zhǔn)），就包含5G URLLC系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化。

5G URLLC的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

  在時(shí)延和可靠性方面，相比之前的蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，5G URLLC有了極大程度的提升。

5G URLLC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基站與終端間，上下行均為0.5毫秒的用戶面時(shí)延。

  該時(shí)延是指：成功傳送應(yīng)用層IP數(shù)據(jù)包/消息所花費(fèi)的時(shí)間，具體是從發(fā)送方5G無線協(xié)議層入口點(diǎn)，經(jīng)由5G無線傳輸，到接收方5G無線協(xié)議層出口點(diǎn)的時(shí)間。

  其中，時(shí)延來自于上行鏈路和下行鏈路兩個(gè)方向，5G URLLC實(shí)現(xiàn)低時(shí)延的主要技術(shù)包括：

  ① 引入更小的時(shí)間資源單位，如mini-slot；

  ② 上行接入采用免調(diào)度許可的機(jī)制，終端可直接接入信道；

  ③ 支持異步過程，以節(jié)省上行時(shí)間同步開銷；

  ④ 采用快速自動(dòng)請(qǐng)求重傳（HARQ）和快速動(dòng)態(tài)調(diào)度等。

  目前，5G URLLC的可靠性指標(biāo)為：用戶面時(shí)延1ms內(nèi)，一次傳送 32字節(jié)包的可靠性為99.999%。

  據(jù)悉，在5G標(biāo)準(zhǔn)最終制定完成時(shí)，上述的可靠性指標(biāo)有望從5個(gè)9實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的提升。

  此外，如果時(shí)延允許，5G URLLC還可以采用重傳機(jī)制，進(jìn)一步提高成功率。

  在提升系統(tǒng)的可靠性能方面，5G URLLC采用的技術(shù)包括：

  ① 采用更魯棒的多天線發(fā)射分集機(jī)制；

  ② 采用魯棒性強(qiáng)的編碼和調(diào)制階數(shù)（MCS選擇），以降低誤碼率；

  ③ 采用超級(jí)魯棒性信道狀態(tài)估計(jì)。

  此外，5G URLLC還支持基于IEEE 1588 v2的同步技術(shù)。

  在“運(yùn)動(dòng)控制場(chǎng)”景下，5G URLLC可以在由50個(gè)到100個(gè)設(shè)備所組成的通信組中，通過無線接口實(shí)現(xiàn)亞微秒級(jí)別的高精度時(shí)間同步。

  那么，汽車PCB廠告訴你，有了上述主要的、優(yōu)秀的技術(shù)特點(diǎn)，5G URLLC將具備在哪些適用場(chǎng)景得到應(yīng)用的潛力？

  自從3GPP對(duì)5G技術(shù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的一開始，西門子、博世等工業(yè)企業(yè)就積極參與其中，提出了從運(yùn)動(dòng)控制、控制設(shè)備互聯(lián)、移動(dòng)的生產(chǎn)設(shè)備、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等5G技術(shù)在工廠生產(chǎn)區(qū)內(nèi)部的諸多應(yīng)用場(chǎng)景以及相應(yīng)的需求。

  從以前到現(xiàn)在，工廠的生產(chǎn)線是相對(duì)穩(wěn)定、長期不變的，因此，工廠廠區(qū)內(nèi)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的需求不強(qiáng)烈，或者對(duì)于無線網(wǎng)絡(luò)在帶寬、時(shí)延、可靠程度的需求的指標(biāo)較低。

  但是，在未來的“智能工廠”甚至“智慧工廠”中，情況可能會(huì)發(fā)生重大變化。未來工廠所需要的靈活性、移動(dòng)性和多用途適用性，只有諸如5G URLLC這樣的無線連接才能同時(shí)提供。

  一是5G URLLC使能工廠生產(chǎn)的“柔性化”：

  在“制造自動(dòng)化”的控制系統(tǒng)中，典型的閉環(huán)控制過程周期低至毫秒級(jí)別，同時(shí)對(duì)可靠性也有極高的要求。

  在未來的“智能工廠”甚至“智慧工廠”中，靜態(tài)的按既定工序/流程的工業(yè)制造系統(tǒng)，將會(huì)越來越多地被新型的“模塊化”生產(chǎn)系統(tǒng)取代，從而提供更高的靈活性和多用途適應(yīng)性。

  5G URLLC技術(shù)在滿足高可靠、低時(shí)延需求的基礎(chǔ)上，將帶來生產(chǎn)設(shè)備無線連接的靈活性，使得工廠生產(chǎn)系統(tǒng)的“模塊化”以及“柔性制造”成為可能，有望極大程度地降低生產(chǎn)線重組的時(shí)間開銷及成本。

  二是5G URLLC使能工廠的工業(yè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)及遠(yuǎn)程控制：

  比如，采用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行分步指引，指導(dǎo)工廠工作人員現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)裝配過程，可以快速滿足新生產(chǎn)任務(wù)的需求。

  又如，在惡劣的工作環(huán)境下，可以基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)人機(jī)遠(yuǎn)程交互與控制，用工業(yè)機(jī)器人代替人的現(xiàn)場(chǎng)參與。

  5G URLLC的低時(shí)延、高可靠、高速率特性，具備使得上述應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)的潛力。

  三是5G URLLC使能工廠在生產(chǎn)設(shè)備、移動(dòng)機(jī)器人、AGV等之間實(shí)現(xiàn)“無縫”協(xié)作：

  在未來的“智能工廠”甚至“智慧工廠”中，移動(dòng)機(jī)器人、AGV起到日益重要的作用。

  在具體的生產(chǎn)過程中，要求這些智能設(shè)備間實(shí)現(xiàn)“密切協(xié)同”以及“無碰撞作業(yè)”，需要以無線方式，低時(shí)延、高可靠的進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換，以大幅提升制造業(yè)效率。

  這些設(shè)備間的精密協(xié)作的實(shí)現(xiàn)，5G URLLC技術(shù)或?qū)缪葜陵P(guān)重要的角色。