2019-11-19
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新的5G蜂窝网络技术将大大改善物联网通信；延迟和可靠性是满足工业环境中通信需求的关键。
标准组织和垂直行业(例如制造业)对工业机器进行无线通信的要求定义如下：机器与基站之间的数据包传输时间小于1毫秒，数据包丢失的概率为十万分之一。这些数据是通过以太网(有线)技术获得的，但未来行业的目标是淘汰所有有线布局，因为它将使机器的灵活配置和可预测的维护成为可能。
Wi-Fi无法轻松满足这些要求，因为传输可能会受到干扰。5G是工业机器技术的正确无线解决方案，特别是如果我们将其与云端边缘计算解决方案结合在一起。
以下视频演示介绍了一个工业移动网络，该网络可与4G或5G网络中的机器提供连接，以比较它们的性能。为了创建此演示，我们集成了专门为低延迟通信开发的系统级模拟器，然后将获得的延迟集成到3D可视化模块中。
可以看出，超过4G的机器工作非常缓慢，这意味着它们无法执行复杂的任务，这将降低其全球生产率。另一方面，5G机器工作具有流畅性，快速且完美同步的行为，从而可以完成复杂的任务。这有可能要归功于URLLC(超可靠和低延迟通信)技术构建块的使用，如下所述。
新一代移动设备正在引入新功能，这些功能可以使通信等待时间低于1毫秒。他们之中有一些是：
频率载波之间的空间更大(较高的子载波间隔-SCS)
5G使用4G的无线电帧结构作为参考，该帧的持续时间为10毫秒，其中包含10个时隙，每个时隙1毫秒。在4G中，调度是基于时隙进行的，这意味着时隙是我们可以调度用户的最小粒度。增大载波之间的空间意味着在1毫秒内可以容纳多个插槽。例如，在1毫秒的时间段内，只能使用15 kHz SCS传输一个时隙;但是，2个插槽可以安装30 kHz SCS，4个插槽可以安装60 kHz SCS，甚至8个插槽可以安装120 kHz SCS。每个子帧具有更多时隙的主要优点是具有更多的调度机会，因此有更多的重传可能性，这对于提高可靠性至关重要。
较小的插槽尺寸(带有7、4或2个符号)
在4G中，时隙持续时间固定为14个符号，在5G的情况下，每个时隙的符号数可以配置为4G中的“标准” 14符号时隙，也可以配置为较小的2、4或7个符号：这是“迷你插槽”的概念。迷你插槽可以从任何符号开始，而无需等待插槽边界的开始。因此，迷你时隙功能支持比常规时隙持续时间短的传输，并允许传输立即开始。迷你插槽的定义是：
K –>标识插槽
S –>标识相对于插槽起点的起始符号
L –>标识从S开始计数的连续符号数
FDD和TDD中更灵活的双工
在无线电通信中，当发送数据包时，需要确认响应。在5G中，数据接收和确认传输之间的时序关系已针对4G进行了优化。在4G中，当在时隙n中发送信息时，仅在子帧n + 4中发送对该信息的确认。对于5G，该确认可在子帧n + 1、2、3或4中发送;它将根据UE处理能力和网络负载进行选择。
这三种技术是已集成到5G标准中的最重要技术，有助于减少延迟，这将使我们能够响应未来的行业需求。
显而易见，5G是满足日益增长的技术要求的工业4.0的完美技术，其在工业中的实施将是数字工业革命的又一重要步骤。
