新的5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將大大改善物聯(lián)網(wǎng)通信；延遲和可靠性是滿足工業(yè)環(huán)境中通信需求的關(guān)鍵。
標(biāo)準(zhǔn)組織和垂直行業(yè)(例如制造業(yè))對工業(yè)機器進行無線通信的要求定義如下：機器與基站之間的數(shù)據(jù)包傳輸時間小于1毫秒，數(shù)據(jù)包丟失的概率為十萬分之一。這些數(shù)據(jù)是通過以太網(wǎng)(有線)技術(shù)獲得的，但未來行業(yè)的目標(biāo)是淘汰所有有線布局，因為它將使機器的靈活配置和可預(yù)測的維護成為可能。
Wi-Fi無法輕松滿足這些要求，因為傳輸可能會受到干擾。5G是工業(yè)機器技術(shù)的正確無線解決方案，特別是如果我們將其與云端邊緣計算解決方案結(jié)合在一起。
以下視頻演示介紹了一個工業(yè)移動網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可與4G或5G網(wǎng)絡(luò)中的機器提供連接，以比較它們的性能。為了創(chuàng)建此演示，我們集成了專門為低延遲通信開發(fā)的系統(tǒng)級模擬器，然后將獲得的延遲集成到3D可視化模塊中。
可以看出，超過4G的機器工作非常緩慢，這意味著它們無法執(zhí)行復(fù)雜的任務(wù)，這將降低其全球生產(chǎn)率。另一方面，5G機器工作具有流暢性，快速且完美同步的行為，從而可以完成復(fù)雜的任務(wù)。這有可能要歸功于URLLC(超可靠和低延遲通信)技術(shù)構(gòu)建塊的使用，如下所述。
新一代移動設(shè)備正在引入新功能，這些功能可以使通信等待時間低于1毫秒。他們之中有一些是：
頻率載波之間的空間更大(較高的子載波間隔-SCS)
5G使用4G的無線電幀結(jié)構(gòu)作為參考，該幀的持續(xù)時間為10毫秒，其中包含10個時隙，每個時隙1毫秒。在4G中，調(diào)度是基于時隙進行的，這意味著時隙是我們可以調(diào)度用戶的最小粒度。增大載波之間的空間意味著在1毫秒內(nèi)可以容納多個插槽。例如，在1毫秒的時間段內(nèi)，只能使用15 kHz SCS傳輸一個時隙;但是，2個插槽可以安裝30 kHz SCS，4個插槽可以安裝60 kHz SCS，甚至8個插槽可以安裝120 kHz SCS。每個子幀具有更多時隙的主要優(yōu)點是具有更多的調(diào)度機會，因此有更多的重傳可能性，這對于提高可靠性至關(guān)重要。
較小的插槽尺寸(帶有7、4或2個符號)
在4G中，時隙持續(xù)時間固定為14個符號，在5G的情況下，每個時隙的符號數(shù)可以配置為4G中的“標(biāo)準(zhǔn)” 14符號時隙，也可以配置為較小的2、4或7個符號：這是“迷你插槽”的概念。迷你插槽可以從任何符號開始，而無需等待插槽邊界的開始。因此，迷你時隙功能支持比常規(guī)時隙持續(xù)時間短的傳輸，并允許傳輸立即開始。迷你插槽的定義是：
K –>標(biāo)識插槽
S –>標(biāo)識相對于插槽起點的起始符號
L –>標(biāo)識從S開始計數(shù)的連續(xù)符號數(shù)
FDD和TDD中更靈活的雙工
在無線電通信中，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)包時，需要確認(rèn)響應(yīng)。在5G中，數(shù)據(jù)接收和確認(rèn)傳輸之間的時序關(guān)系已針對4G進行了優(yōu)化。在4G中，當(dāng)在時隙n中發(fā)送信息時，僅在子幀n + 4中發(fā)送對該信息的確認(rèn)。對于5G，該確認(rèn)可在子幀n + 1、2、3或4中發(fā)送;它將根據(jù)UE處理能力和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載進行選擇。
這三種技術(shù)是已集成到5G標(biāo)準(zhǔn)中的最重要技術(shù)，有助于減少延遲，這將使我們能夠響應(yīng)未來的行業(yè)需求。
顯而易見，5G是滿足日益增長的技術(shù)要求的工業(yè)4.0的完美技術(shù)，其在工業(yè)中的實施將是數(shù)字工業(yè)革命的又一重要步驟。
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