作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2021/11/3 8:12:55
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全新工业5G网络架构及协议体系问世

 

近日,网络通信期刊IEEE Network(《美国电气与电子工程师学会网络杂志》)刊载了中国科学院沈阳自动化研究所(以下简称沈阳自动化所)工业5G团队的最新成果《WIA-NR:工业无线控制网络在未授权频段上的超可靠低延迟通信》。

据了解,5G技术的快速发展为工业控制提出了新的研究方向,被认为是推动信息技术(IT)和运营技术(OT)深度融合的关键使能技术。它突破了传统移动通信面向“大带宽通信”的单一技术路线,首次采用场景驱动的技术路线定制了面向垂直行业的“海量机器通信”和“超可靠低时延通信”技术,实现了移动通信与工业自动化的第一次亲密接触。

然而,商用5G独立的设计和运营理念,决定了其仍然无法与工业OT网络深度融合。同时,受限于技术成熟度、工业知识积累、行业推广等各方面因素,现有5G仍然无法满足工业现场控制对实时性、可靠性、确定性等要求。特别是,恶劣工厂环境和严重受限的频谱资源,对5G的工业应用提出了极大挑战。

为此,沈阳自动化所科研人员基于WIA-PA(面向工业过程自动化的工业无线网络技术)和WIA-FA(面向工厂自动化的工业无线网络技术)的原创技术思想,以5G底层空口技术为基础,融合WIA-PA和WIA-FA的自适应跳频、无线时间同步、工业数据优先级调度等关键技术,设计了全新的工业5G网络架构及协议体系WIA-NR(面向工业自动化的无线网络新空口技术)。

论文第一作者、沈阳自动化所研究员许驰告诉《中国科学报》:“WIA-NR基于5G底层技术研发而成,主要面向工业现场应用,可进行非授权频段独立组网,支持具有高实时、高可靠通信要求的工业控制。”

当前,WIA-NR还处于理论研究阶段,相关的系统级仿真结果表明,在非授权频段,WIA-NR可以在99.999%可靠性前提下实现1毫秒的空口传输时延,并与WiFi等非授权频段网络和谐共存。

许驰表示,不同于已经处于应用推广阶段的WIA-PA和WIA-FA,WIA-NR将主要面向工业现场的高精度控制,满足加工、装配等制造要求。

相关论文信息:https://doi.org/10.1109/MNET.011.2000308

 
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