近日，IEEE Network發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所工業(yè)5G團(tuán)隊(duì)的最新成果WIA-NR：Ultra-Reliable Low-Latency Communication for Industrial Wireless Control Networks over Unlicensed Bands。

5G技術(shù)的快速發(fā)展為工業(yè)控制提出了新的研究方向，被認(rèn)為是推動(dòng)信息技術(shù)（IT）和運(yùn)營(yíng)技術(shù)（OT）深度融合的關(guān)鍵使能技術(shù)。它突破了傳統(tǒng)移動(dòng)通信面向“大帶寬通信”的單一技術(shù)路線，首次采用場(chǎng)景驅(qū)動(dòng)的技術(shù)路線定制了面向垂直行業(yè)的“海量機(jī)器通信”和“超可靠低時(shí)延通信”技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)通信與工業(yè)自動(dòng)化的第一次親密握手。然而，商用5G獨(dú)立的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)理念，決定了其仍無(wú)法與工業(yè)OT網(wǎng)絡(luò)深度融合。同時(shí)，受限于技術(shù)成熟度、工業(yè)知識(shí)積累、行業(yè)推廣等各方面因素，現(xiàn)有5G無(wú)法滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制對(duì)實(shí)時(shí)性、可靠性、確定性等要求。特別是，惡劣工廠環(huán)境和嚴(yán)重受限的頻譜資源，對(duì)5G的工業(yè)應(yīng)用提出了挑戰(zhàn)。

沈陽(yáng)自動(dòng)化所基于WIA-PA和WIA-FA的原創(chuàng)技術(shù)思想，以5G底層空口技術(shù)為基礎(chǔ)，融合WIA-PA和WIA-FA的自適應(yīng)跳頻、無(wú)線時(shí)間同步、工業(yè)數(shù)據(jù)優(yōu)先級(jí)調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)出全新的工業(yè)5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及協(xié)議體系WIA-NR。系統(tǒng)級(jí)仿真結(jié)果表明，在非授權(quán)頻段，WIA-NR可以在99.999%可靠性前提下實(shí)現(xiàn)1ms的空口傳輸時(shí)延，并與WiFi等非授權(quán)頻段網(wǎng)絡(luò)和諧共存。

研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、機(jī)器人學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的支持。

WIA-NR協(xié)議體