5G構建萬物智能互聯未來 高通助力建設工業網際網路新生態

2020年11月27日，在2020年世界5G大會召開期間，以「5G與工業網際網路融合發展的乘數效應」為主題的5G與工業網際網路論壇正式舉行。此次活動由廣東省工業和信息化廳、中國信息通信研究院、工業網際網路產業聯盟聯合主辦，匯集來自工業網際網路相關領域的學者、專家、業界人士，圍繞5G與工業網際網路融合發展的實踐經驗展開深入交流，並探討了在新一輪科技和產業革命背景下工業網際網路的發展方向。高通公司中國區研發負責人徐晧出席論壇，並發表了題為《創新驅動 共建5G賦能下的工業網際網路新生態》的演講，通過介紹5G特性在工業網際網路場景中的使用，為與會嘉賓提供了5G賦能工業網際網路實例的詳細解讀，詮釋出高通對5G時代萬物智能互聯未來的構想。

高通公司中國區研發負責人徐晧發表演講

以下為演講實錄：

今天我將圍繞5G的技術特性在哪些方面可以應用於工業物聯網這一主題展開演講。

首先我們通過一個小視頻，來看一個簡單的工業物聯網的用例。在一個小小的生產車間裡，可以包含很多5G在工業網際網路的應用場景。這些應用場景，能夠分別映射到某一個5G的技術環節。具體來說，比如頭顯設備、安防攝像頭，這些設備在當下對時延的要求並不是很高，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（eMBB）來解決這些問題。再如工業機器人，如果工業機器人需要實現完全自動化，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，需要達到99.9999%的可靠性，對應到5G技術的標準，則是超可靠低時延特性（URLLC）提供了技術支持。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，這時海量物聯網的技術特性就足以支持。同時也有一些技術需要兩個不同技術特性共同支持，像大量自動引導運輸車（AGV），既需要海量物聯網，又需要有一定的低時延技術的支持；而手持終端則是在需要寬帶連接技術的支持同時，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應用場景提供很好的技術支持。5G能夠提供一個非常好的統一網絡，為包括工業、電力、能源、製造在內很多領域的應用提供技術支持，但所有應用最後落到技術標準上，都是一些具體的技術解決方案。我們能夠用一個5G統一網絡架構來支持所有的垂直行業應用，包括工業網際網路、農業、教育、遠程通訊、遠程醫療等，這是5G的突出優勢。5G還具有可擴展性和可靠性，能夠比較容易地擴展至其他領域，它的可靠性也可控制在不同的可靠級別。5G有一個與工業網際網路非常相關的優勢，那就是5G可以達到乙太網需要的可靠性和低時延，能夠取代有線連接。

另一方面，當前除5G之外，人工智慧技術對工業製造也有很大影響，5G能夠很好地提供終端側處理和感應架構，為自動化機械的計算機視覺（CV）和人工智慧（AI）系統提供支持。此外，我們還能打造一個雲端、邊緣、終端三位一體的架構，解決邊緣服務問題並提供更好的數據隱私保護。上述這些都是5G對工業4.0時代的技術支持。那麼，5G究竟有哪些具體技術會對工業網際網路有用？第一，在企業有特殊要求的情況下，可以打造5G企業專網，專網會有專屬網絡ID、獨立架構、對移動邊緣計算的支持，以及無縫回落到公共網絡的性能。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，時間敏感的網絡和定位等。針對每一項用例，我們都有相應的技術解決方案。

首先，企業專網有兩種架構：一種是通過現有網絡來生成企業網絡，另一種是專用的企業本地網絡，具備專有資源，進行獨立管理。這些特性為工業製造提供更好的安全性和優化的可能性。

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。包括德國在內的一些國家和地區，有專門為工業網際網路應用劃分出來的頻譜，我們稱其為本地許可頻譜，這也是第三種頻譜方面的選擇。

傳統的工業製造是基於乙太網或有線連接的，5G能夠將其中有線連接的部分完全用無線連接取代。那麼這個過程需要哪些技術支持呢？首先需要有5G和乙太網之間適配的連接，此外其中的有線連接還需要通過核心網、5G的小基站和5G終端來取代。

剛才談到的這一系列5G技術，比如超可靠低時延通信和時間敏感網絡（TSN）等，都是為面向工業網際網路的無線連接來做技術支持的。

我們在總部聖地牙哥做了一個實驗，可以看到，即使在非常簡單的實驗的場景，也可以復現工業網際網路的技術。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絡的伺服器或通過邊緣計算傳到局部的伺服器。

數據顯示，當傳送帶快速運轉的時候，在時間敏感網絡輔助下，可以完全沒有錯誤地分揀所有零件，但是沒有時間敏感網絡輔助的條件下，分揀就會出現問題。時間敏感網絡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，網絡上的時延也會造成影響。為了達到自動化，有兩項技術十分重要：

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絡傳輸中的時延，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。

另一個技術是多天線技術，我們在廠房裡設置了multi-TRP協作多點（CoMP）。比如，可以在廠房的在四角都安裝上天線，當有機器擋住了其中一個的時候，還有其他幾條傳輸的渠道，可以對傳輸進行支持，通過這個實驗已經證明了它對可靠性的保障。

下一個很重要的技術是5G的無線定位技術。眾所周知，室內定位是目前衛星通訊技術的短板，衛星通訊技術在室內無法完成高精度定位。現有的室內高精度定位技術一般基於Wi-Fi技術、計算機視覺處理技術、5G技術的三種定位技術。而5G的精準定位能夠達到何種水準？現在基於Rel-16標準下的定位精度存在3到10米的誤差，但在我們實驗中以及即將推出的Rel-17標準中，定位誤差將會減小至釐米級。正如我們看到的，AGV小車在使用5G定位的情況下，能夠在車間裡自動移動到我們設定的每一個地點。

最後，我們也聚焦於智能無線邊緣。現在人工智慧已經成為了工業自動化中很重要的一部分，與5G技術之間有非常好的互動與相互支持，這能使工業自動化更上一臺階。

第一，我們可以通過5G的架構把邊緣雲和終端側打造為統一的生態鏈；第二，在邊緣雲和終端側之間，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和邊緣雲之間。

雲服務、本地網絡和終端側三者之間有多種架構的支持，在雲端有大數據分析，在邊緣有邊緣分析，同時還有很多不同程度的終端側功能。

如今，在5G的第一和第二個標準已完成的情況下，高通公司正在規劃布局5G的第三個標準，我們非常期待能和業界的合作夥伴共同推動5G標準向前演進，並在未來推動6G的研究進展，帶來技術的進一步飛躍。

謝謝大家！

- THE END -

轉載請註明出處：快科技

#快訊

責任編輯：子瑩