2020年11月27日，在2020年世界5G大會召開期間，以“5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的乘數(shù)效應(yīng)”為主題的5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)論壇正式舉行。此次活動由廣東省工業(yè)和信息化廳、中國信息通信研究院、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟聯(lián)合主辦，匯集來自工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者、專家、業(yè)界人士，圍繞5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的實踐經(jīng)驗展開深入交流，并探討了在新一輪科技和產(chǎn)業(yè)革命背景下工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展方向。高通公司中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧出席論壇，并發(fā)表了題為《創(chuàng)新驅(qū)動 共建5G賦能下的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新生態(tài)》的演講，通過介紹5G特性在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景中的使用，為與會嘉賓提供了5G賦能工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實例的詳細(xì)解讀，詮釋出高通對5G時代萬物智能互聯(lián)未來的構(gòu)想。

高通公司中國區(qū)研發(fā)負(fù)責(zé)人徐晧發(fā)表演講

以下為演講實錄：

今天我將圍繞5G的技術(shù)特性在哪些方面可以應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)這一主題展開演講。

首先我們通過一個小視頻，來看一個簡單的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的用例。在一個小小的生產(chǎn)車間里，可以包含很多5G在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場景。這些應(yīng)用場景，能夠分別映射到某一個5G的技術(shù)環(huán)節(jié)。具體來說，比如頭顯設(shè)備、安防攝像頭，這些設(shè)備在當(dāng)下對時延的要求并不是很高，在10毫秒到50毫秒之間的時延就可以支持它們的工作；但是他們對速率有較高的要求，因此在5G的解決方案中，我們可以用增強型移動寬帶技術(shù)（eMBB）來解決這些問題。再如工業(yè)機器人，如果工業(yè)機器人需要實現(xiàn)完全自動化，可能需要1毫秒左右的低時延支持，同時還對可靠性（精度）提出了較高要求，需要達(dá)到99.9999%的可靠性，對應(yīng)到5G技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，則是超可靠低時延特性（URLLC）提供了技術(shù)支持。此外，比如傳感器，一般來說傳感器都是在低頻率、低速率條件下工作，對時延的要求較低，這時海量物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特性就足以支持。同時也有一些技術(shù)需要兩個不同技術(shù)特性共同支持，像大量自動引導(dǎo)運輸車（AGV），既需要海量物聯(lián)網(wǎng)，又需要有一定的低時延技術(shù)的支持；而手持終端則是在需要寬帶連接技術(shù)的支持同時，還需要較高可靠性的支持。

5G可以從不同方向上給這些工業(yè)應(yīng)用場景提供很好的技術(shù)支持。5G能夠提供一個非常好的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，為包括工業(yè)、電力、能源、制造在內(nèi)很多領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支持，但所有應(yīng)用最后落到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上，都是一些具體的技術(shù)解決方案。我們能夠用一個5G統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)來支持所有的垂直行業(yè)應(yīng)用，包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)、教育、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程醫(yī)療等，這是5G的突出優(yōu)勢。5G還具有可擴(kuò)展性和可靠性，能夠比較容易地擴(kuò)展至其他領(lǐng)域，它的可靠性也可控制在不同的可靠級別。5G有一個與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)非常相關(guān)的優(yōu)勢，那就是5G可以達(dá)到以太網(wǎng)需要的可靠性和低時延，能夠取代有線連接。

另一方面，當(dāng)前除5G之外，人工智能技術(shù)對工業(yè)制造也有很大影響，5G能夠很好地提供終端側(cè)處理和感應(yīng)架構(gòu)，為自動化機械的計算機視覺（CV）和人工智能（AI）系統(tǒng)提供支持。此外，我們還能打造一個云端、邊緣、終端三位一體的架構(gòu)，解決邊緣服務(wù)問題并提供更好的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)。上述這些都是5G對工業(yè)4.0時代的技術(shù)支持。那么，5G究竟有哪些具體技術(shù)會對工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)有用？第一，在企業(yè)有特殊要求的情況下，可以打造5G企業(yè)專網(wǎng)，專網(wǎng)會有專屬網(wǎng)絡(luò)ID、獨立架構(gòu)、對移動邊緣計算的支持，以及無縫回落到公共網(wǎng)絡(luò)的性能。在頻譜方面，5G NR能夠支持許可頻譜、免許可頻譜和共享頻譜。此外，還能夠支持超可靠低時延通信，時間敏感的網(wǎng)絡(luò)和定位等。針對每一項用例，我們都有相應(yīng)的技術(shù)解決方案。

首先，企業(yè)專網(wǎng)有兩種架構(gòu)：一種是通過現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)來生成企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，另一種是專用的企業(yè)本地網(wǎng)絡(luò)，具備專有資源，進(jìn)行獨立管理。這些特性為工業(yè)制造提供更好的安全性和優(yōu)化的可能性。

在頻譜方面有三種選擇：一種是許可頻譜，一種是免許可頻譜，目前運營商使用的都是許可頻譜，而Wi-Fi運用的頻譜是免許可頻譜。包括德國在內(nèi)的一些國家和地區(qū)，有專門為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用劃分出來的頻譜，我們稱其為本地許可頻譜，這也是第三種頻譜方面的選擇。

傳統(tǒng)的工業(yè)制造是基于以太網(wǎng)或有線連接的，5G能夠?qū)⑵渲杏芯€連接的部分完全用無線連接取代。那么這個過程需要哪些技術(shù)支持呢？首先需要有5G和以太網(wǎng)之間適配的連接，此外其中的有線連接還需要通過核心網(wǎng)、5G的小基站和5G終端來取代。

剛才談到的這一系列5G技術(shù)，比如超可靠低時延通信和時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）等，都是為面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的無線連接來做技術(shù)支持的。

我們在總部圣地亞哥做了一個實驗，可以看到，即使在非常簡單的實驗的場景，也可以復(fù)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)。我們安裝了多個攝像頭，建立了一個組裝車間的傳送帶，這些攝像頭能把零件的顏色快速地傳到網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器或通過邊緣計算傳到局部的服務(wù)器。

數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)傳送帶快速運轉(zhuǎn)的時候，在時間敏感網(wǎng)絡(luò)輔助下，可以完全沒有錯誤地分揀所有零件，但是沒有時間敏感網(wǎng)絡(luò)輔助的條件下，分揀就會出現(xiàn)問題。時間敏感網(wǎng)絡(luò)首先要做到將物理層的時延減到最低，但僅降低物理層的時延仍然不夠，網(wǎng)絡(luò)上的時延也會造成影響。為了達(dá)到自動化，有兩項技術(shù)十分重要：

第一，把所有的時間戳打到每一個傳送包上，我們首先需要了解在網(wǎng)絡(luò)傳輸中的時延，如果可以接受的，就能夠做到時延上面的控制。第二，所有終端的時間必須同步，不能出現(xiàn)任何錯誤，例如攝像頭和控制零件的機械臂必須完全同步，這樣才能夠做到完全的自動化控制。

另一個技術(shù)是多天線技術(shù)，我們在廠房里設(shè)置了multi-TRP協(xié)作多點（CoMP）。比如，可以在廠房的在四角都安裝上天線，當(dāng)有機器擋住了其中一個的時候，還有其他幾條傳輸?shù)那?，可以對傳輸進(jìn)行支持，通過這個實驗已經(jīng)證明了它對可靠性的保障。

下一個很重要的技術(shù)是5G的無線定位技術(shù)。眾所周知，室內(nèi)定位是目前衛(wèi)星通訊技術(shù)的短板，衛(wèi)星通訊技術(shù)在室內(nèi)無法完成高精度定位?，F(xiàn)有的室內(nèi)高精度定位技術(shù)一般基于Wi-Fi技術(shù)、計算機視覺處理技術(shù)、5G技術(shù)的三種定位技術(shù)。而5G的精準(zhǔn)定位能夠達(dá)到何種水準(zhǔn)？現(xiàn)在基于Rel-16標(biāo)準(zhǔn)下的定位精度存在3到10米的誤差，但在我們實驗中以及即將推出的Rel-17標(biāo)準(zhǔn)中，定位誤差將會減小至厘米級。正如我們看到的，AGV小車在使用5G定位的情況下，能夠在車間里自動移動到我們設(shè)定的每一個地點。

最后，我們也聚焦于智能無線邊緣。現(xiàn)在人工智能已經(jīng)成為了工業(yè)自動化中很重要的一部分，與5G技術(shù)之間有非常好的互動與相互支持，這能使工業(yè)自動化更上一臺階。

第一，我們可以通過5G的架構(gòu)把邊緣云和終端側(cè)打造為統(tǒng)一的生態(tài)鏈；第二，在邊緣云和終端側(cè)之間，若我們擁有非常低的時延和高可靠性的連接，就能把運算有效地分布在終端側(cè)和邊緣云之間。

云服務(wù)、本地網(wǎng)絡(luò)和終端側(cè)三者之間有多種架構(gòu)的支持，在云端有大數(shù)據(jù)分析，在邊緣有邊緣分析，同時還有很多不同程度的終端側(cè)功能。

如今，在5G的第一和第二個標(biāo)準(zhǔn)已完成的情況下，高通公司正在規(guī)劃布局5G的第三個標(biāo)準(zhǔn)，我們非常期待能和業(yè)界的合作伙伴共同推動5G標(biāo)準(zhǔn)向前演進(jìn)，并在未來推動6G的研究進(jìn)展，帶來技術(shù)的進(jìn)一步飛躍。

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