全新工业5G网络架构及协议体系问世

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　　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》。

全新工业5G网络架构及协议体系问世

　　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。

来源：中国科学报  作者：沈春蕾