【英特爾】2025基于5G毫米波通信的工業(yè)機器人創(chuàng)新應(yīng)用白皮書1610mb

基于

5G

毫米波通信的工業(yè)機器人創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

（2025

年

3

月）作者：衛(wèi)義仁1，周明1，張文珽2，周進峰3，冉龍強3，陳思仁3，曾紅李3，婁淵志3，趙騫理3，韋影嬈

(Candy)3，王愛喜3，林麗莉3，朱晟偉3，瞿好聰3公司：1

智慧塵埃（成都）科技有限公司2

上海仙工智能科技有限公司3

英特爾（中國）有限公司目錄前言................................................................................................................................

1縮略詞............................................................................................................................

2一、基于毫米波通信的工業(yè)

5G

應(yīng)用背景.........................................................

41.1

行業(yè)專頻專網(wǎng)

.................................................................................................................

51.2

通感算一體化

.................................................................................................................

6二、基于

5G

毫米波的工業(yè)應(yīng)用

...........................................................................

72.1

基于

5G

毫米波的

AMR

在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用

...........................................................

72.2

基于毫米波通信的工業(yè)

5G

方案的技術(shù)實現(xiàn)

.........................................................

92.3

應(yīng)用案例：英特爾成都工廠

.......................................................................................

10總結(jié)與展望...................................................................................................................

13前言近年來，5G

在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，在

5G

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)的支撐下，工業(yè)企業(yè)獲得了高可靠、廣連接、低功耗、低成本的無線專網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，助力遠程設(shè)備操控、無人智能巡檢、現(xiàn)場輔助裝配、生產(chǎn)現(xiàn)場檢測等場景的落地。然而，基于公網(wǎng)的工業(yè)

5G

方案在時延、可靠性和覆蓋能力等方面仍存在瓶頸，導(dǎo)致其在部分特定應(yīng)用場景中可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)時延較高、穩(wěn)定性不足等問題。智慧塵埃、仙工智能、英特爾攜手推出基于毫米波

(mmWave)

通信的工業(yè)5G

方案，該方案充分利用了

5G

毫米波獨立于公網(wǎng)的頻段、專頻專用、頻率資源有保障等優(yōu)勢，能夠更好地保障網(wǎng)絡(luò)的專用性、安全性、可靠性、時延確定性以及抗干擾能力。方案采用英特爾?

FlexRAN

參考架構(gòu)，使用基于英特爾?

至強?

處理器的邊緣服務(wù)器作為基站網(wǎng)絡(luò)計算核心，能夠在邊緣端對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行高效處理，滿足工業(yè)場景中自主移動機器人

(AMR)

等設(shè)備管理與調(diào)度的嚴苛要求，加速智能制造轉(zhuǎn)型。目前，基于毫米波通信的工業(yè)

5G

方案已經(jīng)在

AMR領(lǐng)域得到成功應(yīng)用，并在英特爾成都工廠成功驗證。該方案為

AMR

提供了高安全、高確定、高可靠的

5G

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，成功降低了

AMR應(yīng)用中由于網(wǎng)絡(luò)問題頻繁導(dǎo)致的

AMR

碰撞與意外暫停等現(xiàn)象，顯著提升了

AMR

的運行穩(wěn)定性與物料搬運成功率。2縮略詞縮略詞英文中文3GPPThe3rd

GenerationPartnershipProject第三代合作伙伴項目5GThe5th

Generation第五代移動通信AAUActiveAntennaUnit有源天線單元ADCAnalogtoDigital

Converter模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器AGVAutomatedGuided

Vehicle自動引導(dǎo)車AIArti?cialIntelligence人工智能AIoTArti?cialIntelligenceof

Things人工智能物聯(lián)網(wǎng)AMRAutonomousMobileRobot自主移動機器人APAccess

Point接入點ARAugmented

Reality增強現(xiàn)實BBUBaseband

Unit基帶處理單元CFRCrestFactor

Reduction波峰因數(shù)削減CPECustomerPremise

Equipment客戶端設(shè)備CPUCentralProcessingUnit中央處理單元DACDigitaltoAnalog

Converter數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器DCSDistributedControl

System分布式控制系統(tǒng)DDCDigitalDown

Converter數(shù)字下變頻DDSDataDistributionService數(shù)據(jù)分發(fā)服務(wù)DMRSDemodulationReference

Signal解調(diào)參考信號DPDDigital

Pre-distortion數(shù)字預(yù)失真DUCDigitalUp

Converter數(shù)字上變頻FECForwardErrorCorrection前向糾錯GPUGraphicsProcessing

Unit圖形處理單元ISAInstructionSet

Architecture指令集架構(gòu)3縮略詞英文中文IIOTIndustrialInternetof

Things工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)ITInformation

Technology信息技術(shù)LLRLog-likelihoodRatio對數(shù)似然比MACMediaAccess

Control媒體存取控制MECMulti-accessEdge

Computing多接入邊緣計算MMSEMinimumMeanSquared

Error最小均方誤差MOMManufacturingOperation

Management制造運營系統(tǒng)OTOperation

Technology運營技術(shù)QoSQualityof

Service服務(wù)質(zhì)量PLCProgrammableLogic

Controller可編程邏輯控制器PUSCHPhysicalUplinkShared

Channel物理上行共享信道RANRadioAccess

Network無線接入網(wǎng)RHUBRRU

HUB無線電集線器ROSRobotOperatingSystem機器人操作系統(tǒng)ROIReturnof

Investment投資回報RRURemoteRadio

Unit遠程無線電單元SCADASupervisoryControlAndData

Acquisition監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集SDRSoftwareDe?ned

Radio軟件定義無線電SLBCSmartLinkBoundless

Cell智能無邊界小區(qū)SRSSoundingReference

Signal探測參考信號UPFUserPlane

Function用戶面功能VRVirtual

Reality虛擬現(xiàn)實WMSWarehouseManagement

System倉儲管理系統(tǒng)4一、基于毫米波通信的工業(yè)

5G

應(yīng)用背景5G

與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合應(yīng)用已成為驅(qū)動經(jīng)濟社會數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量，為推進新型工業(yè)化、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系提供了堅強支撐。在行業(yè)應(yīng)用層面，5G

毫米波專網(wǎng)在智慧工廠、智慧港口、智慧能源等領(lǐng)域，能夠支撐大帶寬連接和毫秒級時延的通信服務(wù)；在低空經(jīng)濟領(lǐng)域，能夠提供高精度無人機探測和感知服務(wù)。同時，人工智能

(AI)

技術(shù)為毫米波在工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用提供了智能化引擎，使網(wǎng)絡(luò)資源按需配置更加精準，有效滿足各行業(yè)對于專網(wǎng)架構(gòu)的特定需求。與

5G

中低頻段相比，5G

毫米波頻段具備超大帶寬、超低時延、易與波束賦形技術(shù)結(jié)合、高度集成、能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位與感知等技術(shù)優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得

5G

毫米波技術(shù)能夠較好地應(yīng)用于越來越多的工業(yè)智能化場景需求，為各行業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供有力支撐。優(yōu)勢

5有利于實現(xiàn)高精度定位，特別適用于需要精準定位的工業(yè)物流、資產(chǎn)追蹤等場景優(yōu)勢

1帶寬大、頻譜資源豐富優(yōu)勢

2可實現(xiàn)確定性低時延，滿足工業(yè)控制短時延場景需求優(yōu)勢

3易與波束賦形技術(shù)結(jié)合，可增強信號覆蓋范圍，減少干擾優(yōu)勢

4高度集成，有助于打造一個高效、綠色、易于部署的毫米波網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢

6感知精度更高，是通感算一體的首選，可實現(xiàn)一網(wǎng)多用5G

毫米波的工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用方向主要分為行業(yè)專頻專網(wǎng)以及通感算一體化。5隨著行業(yè)智能化程度不斷提升，出現(xiàn)了許多工業(yè)領(lǐng)域的行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)也提出了新的要求。例如工廠的多機器人作業(yè)協(xié)同、卡車大規(guī)模調(diào)度等新應(yīng)用場景，都需要結(jié)合行業(yè)的場景需求差異與特點提供解決方案?；诠W(wǎng)的

5G

網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的瓶頸主要包括以下幾點：網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不足—公網(wǎng)

5G

可能受到其他用戶流量的影響，導(dǎo)致時延波動和可靠性降低，難以滿足工業(yè)級應(yīng)用的嚴格要求。時延較高—盡管

5G

具備低時延特性，但公網(wǎng)

5G

受基站負載和核心網(wǎng)架構(gòu)影響，難以實現(xiàn)超低時延（如

ms

級別），對高精度工業(yè)控制不利。帶寬資源受限—

公網(wǎng)

5G

頻譜資源共享，工業(yè)應(yīng)用可能因流量競爭而無法獲得穩(wěn)定的高帶寬支持，影響高清視頻監(jiān)控、AI

檢測等應(yīng)用。數(shù)據(jù)安全性風險—

通過公網(wǎng)傳輸?shù)墓I(yè)數(shù)據(jù)容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊、竊聽和泄露風險，企業(yè)難以完全掌控數(shù)據(jù)安全。缺乏本地化邊緣計算支持

—

公網(wǎng)

5G

依賴運營商核心網(wǎng)，缺乏企業(yè)專屬

MEC

能力，影響實時數(shù)據(jù)處理和本地化

AI

推理的效率。虛擬專網(wǎng)難以定制—

雖然

5G

支持虛擬專網(wǎng)技術(shù)，但基于公網(wǎng)的虛擬專網(wǎng)資源需與其他行業(yè)共享，難以實現(xiàn)工廠級別的專屬優(yōu)化。成本與投資回報

(ROI)

不確定性

—

長期使用公網(wǎng)

5G

需支付較高的流量費用，同時無法確保穩(wěn)定性和長期

ROI，影響企業(yè)部署決策。這就需要一種全集成、按需加載、能夠?qū)崿F(xiàn)整體交付的一站式專網(wǎng)解決方案，以實現(xiàn)更好的行業(yè)自主性，更高的資源分配靈活性，更強的網(wǎng)絡(luò)傳輸確定性以及更高的網(wǎng)絡(luò)安全性。1.1

行業(yè)專頻專網(wǎng)更好的行業(yè)自主性更高的資源使用靈活性是指企業(yè)可基于

5G

毫米波專網(wǎng)構(gòu)建獨立、專用的通感算一體化網(wǎng)絡(luò)。各行業(yè)基于業(yè)務(wù)需求的不同，在同區(qū)域內(nèi)對網(wǎng)絡(luò)需求動態(tài)調(diào)整。專網(wǎng)可提供對網(wǎng)絡(luò)資源的可配置可編程能力，允許企業(yè)根據(jù)自身需求靈活配置和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而避免與公網(wǎng)共享資源可能導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量

(QoS)

和安全問題。是指企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)負載變化，基于

5G

毫米波專網(wǎng)進行靈活的資源分配，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)在需要時能得到充足且穩(wěn)定的帶寬保障。5G

毫米波專網(wǎng)可以設(shè)定嚴格的服務(wù)等級，確保諸如遠程控制、實時監(jiān)控等重要應(yīng)用獲得確定性網(wǎng)絡(luò)資源，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞對關(guān)鍵業(yè)務(wù)的影響。更強的網(wǎng)絡(luò)傳輸確定性更高的網(wǎng)絡(luò)安全性是指

5G毫米波通信采用窄波束技術(shù)，在復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境中也能保持高傳輸質(zhì)量，提高了通信的可靠性和穩(wěn)定性。5G

毫米波專網(wǎng)可根據(jù)行業(yè)特點設(shè)立多重備份和容錯機制，提供高于

5G

公網(wǎng)的傳輸可靠性。是指

5G

毫米波可在指定區(qū)域內(nèi)構(gòu)建高度定向、抗干擾性強的無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、低時延傳輸。在工業(yè)環(huán)境中，5G

毫米波專網(wǎng)可以限定通信范圍，避免非法侵入和監(jiān)聽的風險，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄院屯暾浴?5G

毫米波組網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新聚焦于集成通信

(Communication)、感知

(Sensing)

和計算

(Computing)

功能于一體的通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一網(wǎng)多用的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，滿足工業(yè)在安全生產(chǎn)、資產(chǎn)追蹤、設(shè)備運維等典型工業(yè)場景的需求。1.2

通感算一體化感知功能集成是指

5G毫米波專網(wǎng)可以用于雷達和成像等感知應(yīng)用，通過精細的波束賦形技術(shù)，實現(xiàn)精確的空間定位、物體識別和運動檢測等功能，為智慧倉儲、無人機導(dǎo)航等場景提供強大的感知能力。通感算一體化網(wǎng)絡(luò)通過靈活的頻譜資源管理和智能調(diào)度，可以實現(xiàn)通信、感知和計算功能在同一網(wǎng)絡(luò)中共享頻譜資源，依據(jù)業(yè)務(wù)需求動態(tài)分配，達到資源的最大化利用，實現(xiàn)一網(wǎng)多用的效果，為用戶降低建網(wǎng)成本，避免重復(fù)建設(shè)。統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)計算架構(gòu)是指通過

5G毫米波通感算一體化，使得

5G毫米波無線組網(wǎng)能夠構(gòu)建一個AI

內(nèi)生的可編程、可擴展、高度靈活的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各類應(yīng)用無需再單獨建設(shè)和維護獨立的通信和感知網(wǎng)絡(luò)，從而降低運維成本，提高網(wǎng)絡(luò)的整體智能水平與應(yīng)用能力。7二、基于

5G

毫米波的工業(yè)應(yīng)用自動移動機器人

(AMR)

是物流機器人的一種，常見于工廠、工地等場景，是一種用于物料搬運的運輸設(shè)備，其通常具備較大的尺寸與較高的續(xù)航，能夠滿足工廠內(nèi)/外的運輸需求。隨著業(yè)務(wù)對于物料運輸效率要求的不斷提升，以及人力搬運成本的升高，越來越多的企業(yè)加大了對于

AMR的部署力度。AMR

支持采用自動或人工方式裝載貨物，按設(shè)定的路線自動行駛至指定地點，再通過自動或人工方式裝卸貨物。AMR

依賴于

AMR自身的自動識別、控制、行進等能力，以及統(tǒng)一的路徑規(guī)劃與協(xié)同管理系統(tǒng)。路徑規(guī)劃與協(xié)同管理系統(tǒng)能夠通過動態(tài)全局協(xié)同規(guī)劃，進行多

AMR

路徑搜索和交通管制，可令

AMR

有效躲避擁堵，提升效率，同時提供優(yōu)化的任務(wù)分配方案，盡可能提升

AMR

運輸資源的利用率。系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對整個廠區(qū)機器人及智能設(shè)備運作情況的實時監(jiān)控，促進智能化與數(shù)字化轉(zhuǎn)型進程。英特爾針對

AMR

推出了三款邊緣平臺，英特爾?

工業(yè)邊緣控制平臺、英特爾?

工業(yè)邊緣洞見平臺和英特爾?

AMR

開發(fā)平臺，實現(xiàn)在邊緣端對

AMR

機器人運動控制和智能化應(yīng)用。英特爾?

工業(yè)邊緣控制平臺融合了信息技術(shù)

(IT)和運營技術(shù)

(OT)，公司可以遠程部署和控制，降低成本并縮短部署時間，同時預(yù)先驗證的系統(tǒng)硬件允許將新的工作負載添加到現(xiàn)有的計算資源中，使新的同類最佳產(chǎn)品可以快速、大規(guī)模地部署。另一方面，通過在系統(tǒng)升級和故障期間自動執(zhí)行工作負載遷移，英特爾?

工業(yè)邊緣控制平臺能有效減少設(shè)備停機時間，高效復(fù)工。英特爾?

工業(yè)邊緣洞見平臺基于微服務(wù)、容器化、靈活總線、支持自行開發(fā)的特征，提供完整的開發(fā)工具，可以滿足用戶個性化快速開發(fā)的需求。平臺還支持英特爾全系列硬件，增強了軟硬件之間的耦合度，實現(xiàn)了系統(tǒng)性優(yōu)化。英特爾?

AMR

開發(fā)平臺該平臺架構(gòu)如圖

1所示，平臺基于開源系統(tǒng)

ROS

2

和

DDS

消息總線，提供集成和優(yōu)化的驅(qū)動、中間件、算法及開發(fā)工具，讓不同場景、不同需求下開發(fā)和部署

AMR

解決方案變得快速和便捷。其基于模塊化的軟件和微服務(wù)架構(gòu)，使開發(fā)者可以使用

AMR開發(fā)平臺作為整個容器或獨立的模塊來開發(fā)產(chǎn)品的特定功能。這一平臺還支持跨英特爾平臺完全復(fù)用代碼，包括

CPU

和

GPU等。同時，基于邊緣端和云端的支持，該平臺可以使跨

AMR、邊緣和云軟件的工作負載編排更加容易。2.1基于

5G

毫米波的

AMR

在工業(yè)行業(yè)的應(yīng)用8圖

1.

AMR

云網(wǎng)邊端架構(gòu)在

AMR

開發(fā)過程中，網(wǎng)絡(luò)對于保證路徑規(guī)劃與協(xié)同管理系統(tǒng)的穩(wěn)定、順暢運行，確保系統(tǒng)與

AMR之間流暢互通至關(guān)重要。同時，要實現(xiàn)不同分支機構(gòu)

AMR

的統(tǒng)一管理，也需要云邊端的網(wǎng)絡(luò)支持。由于

AMR需要承擔部分工廠外部的運輸任務(wù)，而工廠外部通常缺乏

Wi-Fi

網(wǎng)絡(luò)覆蓋。此外，在多個

Wi-Fi

無線接入點

(AP)

之間切換時，可能會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)延遲，從而影響

AMR

的路徑規(guī)劃與協(xié)同管理。此類網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定性可能導(dǎo)致

AMR

發(fā)生碰撞或意外暫停，影響運行效率和安全性?；?/p>

5G

專頻專網(wǎng)技術(shù)的

AMR

將有助于解決上述問題，其實現(xiàn)了遠超

Wi-Fi

網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，避免了

Wi-Fi

AP

切換帶來的卡頓等問題。而與

4G

網(wǎng)絡(luò)相比，5G

網(wǎng)絡(luò)在時延、帶寬等方面具備更高的優(yōu)勢，可制成實現(xiàn)高效的

AMR

管理。PLCI/O

模塊傳感器工業(yè)

5G

專網(wǎng)邊緣云網(wǎng)一體機生產(chǎn)監(jiān)控SCADAAIoTDCS生產(chǎn)管理MOMWMSPlant

Engineering工業(yè)

5G

專網(wǎng)5GC5G

基帶 5G

能力AR/VR攝像頭機械臂更安全、更靈活、更敏捷的工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)AVG/AMR使用云工具輕松運維現(xiàn)場IT/OT

和

IIoT

軟件海量多類型數(shù)據(jù)采集與處理大型工業(yè)移動機器人系統(tǒng)調(diào)度輕量化云底座虛機容器存儲網(wǎng)絡(luò)公有云/私有云智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)5G

專網(wǎng)工業(yè)現(xiàn)場新型數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)備本報告來源于三個皮匠報告站（）,由用戶Id:881574下載,文檔Id:621383,下載日期:2025-04-039圖

2.

英特爾?

FlexRAN

參考架構(gòu)

智慧塵埃、仙工智能、英特爾面向

AMR

場景，聯(lián)合開發(fā)了基于毫米波通信的工業(yè)

5G

方案。該方案參考了英特爾?

FlexRAN

架構(gòu)，結(jié)合智慧塵埃的

5G

毫米波專網(wǎng)技術(shù)，設(shè)計了一套高效的

5G

毫米波專網(wǎng)方案。方案能夠利用輕量化的獨立核心網(wǎng)，結(jié)合用戶面功能

(UPF)

及無線基站，實現(xiàn)專網(wǎng)獨立組網(wǎng)。5G

毫米波專網(wǎng)為仙工智能的

AMR

等機器人及自動化設(shè)備統(tǒng)一資源調(diào)度系統(tǒng)提供了高可靠、高安全、低時延的網(wǎng)絡(luò)支撐，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的高效協(xié)同規(guī)劃、智慧調(diào)度。英特爾?

FlexRAN

是一個面向

4G/5G

無線接入網(wǎng)

(RAN)

開發(fā)的參考平臺，旨在通過基于通用硬件（如英特爾?

至強?

處理器）的高性能、模塊化架構(gòu)支持靈活的無線基帶處理。其開放的設(shè)計理念讓設(shè)備廠商和運營商能夠面向低頻廣覆蓋、高頻熱點、工業(yè)專網(wǎng)等

5G

場景，快速開發(fā)和部署符合需求的網(wǎng)絡(luò)解決方案。下文將重點探討其軟件架構(gòu)，以及其靈活性、可擴展性和高性能的實現(xiàn)方式。英特爾?

FlexRAN

架構(gòu)如圖

2

所示，其主要包括

3

個主要元素：基帶單元、無線電集線器

(RHUB)、遠程無線電單元

(RRU)。其中，RRU

基于英特爾?

FPGA，能夠為多個天線實時部署數(shù)字上變頻

(DUC)、數(shù)字下變頻

(DDC)、波峰因數(shù)削減

(CFR)

和數(shù)字預(yù)失真

(DPD)。RRU

中的英特爾?

FPGA

還部署了連接高速模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器

(ADC)

和數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器

(DAC)

所需的JESD204B/C

接口。此外，英特爾?

eASIC

結(jié)構(gòu)化

ASIC

產(chǎn)品為

RRU

設(shè)計提供了低成本和低功耗的替代方案，讓用戶可以迅速構(gòu)建全面虛擬化的無線接入網(wǎng)。2.2

基于毫米波通信的工業(yè)

5G

方案的技術(shù)實現(xiàn)FlexRAN

is

a

SW

and

HW

reference

architecture

to

enable

the

Open

RAN

ecosystem

to

build

and

deployhighly

optimized,

feature

rich,

4G/5G

scalable

cloud-native

RAN

solutions

on

Intel?

architectureFlexRANLTERefvDUFlexRAN5G

sub6

RefvDUFlexRAN5G

mMIMO6RefvDUFlexRAN5G

ULRRC

RefvDUL1SDKAVX5I2PHYmoduleseBBUPoolingSDKO-RANFront-HaulSDKL2

SDKMLOGSDKL1telemetryDPDKBBDEVdevicedriversCloud

PlatformPortableApplicationsrunonpublicorprivatecloud

or

at

the

edge:DRAN,CRAN,

enterprise,CSPs3GPP

FeaturesTraditionMIMO,MassiveMIMO,URLLC,

CompletePhysicallayerchannels,TDD,

FDD

scenariosDevOpsC/C++SWdevdelivering

quarteronquarter

performanceandfeatureimprovementPre-IntegratedSWandHWstackModular

SDKsCloud-nativedeploymentScalable

HW

for

small

cell,DRAN

andCRANFlexRAN

FieldTested3GPP

wirelessperformancetestingValidationatunittestlevelandend-to-endintegration

ready10在本方案中，UPF

采用了面向物聯(lián)網(wǎng)邊緣的英特爾?

至強?

可擴展處理器，該處理器搭載

RAN

加速技術(shù)，可實現(xiàn)面向

5G

的前向糾錯

(FEC)，并具備新的

5G

指令集架構(gòu)

(ISA)，可通過半精度

(IEE754)

16

位浮點數(shù)據(jù)類型處理的支持，實現(xiàn)性能加速，并通過乘積累加計算等支持加速復(fù)雜數(shù)據(jù)操作處理，從而高效支持

MAC

調(diào)度器層映射器、資源元素映射器、預(yù)編碼、前端格式化、特征波束形成、SRS

信道估計、LLR

去映射、PUSCH

信道估計、MMSE

均衡、DMRS生成等

5G

負載。本方案的

5G

毫米波專網(wǎng)架構(gòu)如圖

3

所示，其通過采用英特爾?

至強?

可擴展處理器，為

5GC

等設(shè)備提供強大的算力支持。圖

3.5G

毫米波專網(wǎng)架構(gòu)BBU網(wǎng)管系統(tǒng)BBU…………BBU間

…空口共小區(qū)免切換客戶網(wǎng)絡(luò)資源編排TSN

時延緩存PDCP空口資源低價/主動重復(fù)發(fā)送切片編排“重傳”調(diào)度能力提升免調(diào)度子帶全雙工多頭端聯(lián)合收發(fā)前傳接口指示接收頭端基于SRS

測量，按用戶選擇頭端電子圍欄通感一體化頭端基于OFDM

波形的通感一體化架構(gòu)實現(xiàn)一網(wǎng)多用感知信號…通信信號車間

1車間

N......工廠PLC工業(yè)終端BBU

內(nèi)聯(lián)合收發(fā)免切換AI

視覺檢測

AGV

工業(yè)

AR通信信號視頻監(jiān)控

高頻傳感工業(yè)終端5GC光纖

…光纖…自

2018

年起，英特爾成都工廠采用了

AMR系統(tǒng)以提高物料搬運效率。該系統(tǒng)通過運營商的公共網(wǎng)絡(luò)連接，使用戶能夠遠程下達系統(tǒng)指令。AMR

會自動將物料運輸?shù)街付ǖ墓S區(qū)域，但是，基于公用網(wǎng)絡(luò)不可控的時延和有限度的覆蓋，AMR

經(jīng)常會遇到與墻壁碰撞或意外暫停的現(xiàn)象。實測數(shù)據(jù)顯示，之前部署的

4G

公網(wǎng)在大多數(shù)情況下的時延在

100

毫秒左右，遠遠超過了

AMR

系統(tǒng)最低時延要求，這給工廠的運維和效率帶來了嚴重的困擾，也給

AMR

的路線規(guī)劃帶來了不可預(yù)見的挑戰(zhàn)。為了解決上述問題，英特爾決定建設(shè)

5G

毫米波專網(wǎng)，結(jié)合仙工智能機器人及自動化設(shè)備統(tǒng)一資源調(diào)度系統(tǒng)，以更及時便捷地掌握AMR

物流運輸情況，提供更加穩(wěn)定的運行環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，同時為未來更多的智能制造應(yīng)用場景提供基礎(chǔ)設(shè)施。相比于運營商的

5G

虛擬專網(wǎng)模式，5G

毫米波采用獨立于公網(wǎng)的頻段，專頻專用

[1]，頻率資源有保障，系統(tǒng)完全獨立于公網(wǎng)。對于有特殊安全需求的廠商，5G

毫米波專網(wǎng)通過有效的物理隔離和邏輯隔離，保障網(wǎng)絡(luò)的專用性、安全性和可靠性。英特爾成都工廠室外物料搬運的整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如圖

4

所示，其分為設(shè)備終端/CPE、基站端、基帶處理單元

(BBU)

端和

5GC

核心網(wǎng)四個部分，并提供

iNav網(wǎng)管平臺，為企業(yè)提供一體化網(wǎng)絡(luò)管理能力，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速開通和定位。2.3

應(yīng)用案例：英特爾成都工廠11圖

4.

英特爾成都工廠面向

AMR

的

5G

毫米波專網(wǎng)部署網(wǎng)絡(luò)拓撲圖圖

5.

英特爾成都工廠面向

MHV的

5G

毫米波站點部署和覆蓋示意圖圖

6.

英特爾成都工廠面向

AMR

的5G

毫米波站點安裝圖iNav

9211iEdge

9211CoreiEdge

9221RAN企業(yè)服務(wù) 數(shù)字孿生系統(tǒng) 系統(tǒng)iAir

8132英特爾成都工廠面向

MHV

的

5G

毫米波站點部署和覆蓋如圖5

所示，英特爾首先選擇了室外

AMR連接作為應(yīng)用場景，并在成都工廠的

X、Y、Z

號樓分別部署了四個基站端，以實現(xiàn)AMR

路線的全覆蓋。同時，AMR

將集成

CPE，通過毫米波基站，將

AMR

數(shù)據(jù)上傳到公司內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的管理后臺，保障生產(chǎn)作業(yè)的正常運行。通過毫米波+有線組網(wǎng)，用戶最終可以在后臺實時查看終端的生產(chǎn)信息，進行實時操作和遠程控制等業(yè)務(wù)，實現(xiàn)無人化的應(yīng)用。為實現(xiàn)

AMR

路線的全覆蓋，在部署時通過機械下傾、電下傾等方式減少覆蓋近端盲區(qū)。如圖

6

所示，部署時頭端

1

和頭端4

通過機械下傾

22.5°，實現(xiàn)近距離覆蓋；頭端

2

和頭端

3

通過電下傾（毫米波波束指向下傾

8°）實現(xiàn)百米級覆蓋。為保障業(yè)務(wù)的連續(xù)體驗、提升可靠性，智慧塵埃采用了智能無邊界小區(qū)(SLBC)

技術(shù)，保證

AMR

移動過程中

0

切換，實現(xiàn)了

AMR

的確定性用戶體驗速率和確定性時延能力。機器人運行路線毫米波頭端安裝點位12覆蓋示意圖43123412所有

5G

網(wǎng)元及配套傳輸、網(wǎng)管等均由工廠獨立建設(shè)。5G

控制面和用戶面全部下沉到廠區(qū)，專網(wǎng)專用?；谶@種模式，實現(xiàn)了

5G端到端的可管可控，可以針對廠區(qū)內(nèi)各種不同工業(yè)場景的話務(wù)模型需求，進行定制化的優(yōu)化適配，并且可以根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場的實際需求，設(shè)計合適的

5G

冗余可靠架構(gòu)，滿足工業(yè)級確定性嚴苛要求。5G

毫米波專網(wǎng)建設(shè)完成后，通過部署的

5G

毫米波工業(yè)終端

CPE、基站

AAU、基帶

BBU

及

5GC

核心網(wǎng)系統(tǒng)，實現(xiàn)

AMR

機器人的數(shù)據(jù)實時回傳。用戶最終可以在管理后臺實時查看訂單信息，保障生產(chǎn)作業(yè)的正常運行，進行實時操作和遠程控制等業(yè)務(wù)，實現(xiàn)無人化的應(yīng)用。如表

1

所示，5G

毫米波專網(wǎng)的時延和可靠性可達

20ms@99.99%，組網(wǎng)容量上行峰值吞吐量超過

1.94Gbps，下行峰值吞吐量超過

2.92Gbps；此外，專網(wǎng)下沉到英特爾成都工廠園區(qū)，讓工廠員工可以自主控制每個網(wǎng)元，真正實現(xiàn)

“數(shù)據(jù)不出園區(qū)”。表

1.

5G

毫米波專網(wǎng)/5G

公網(wǎng)實測數(shù)據(jù)對比

[2]5G

毫米波專網(wǎng)公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)時延20ms@99.99%100ms上行吞吐量峰值：1.94Gbps97.00Mbps下行吞吐量峰值：2.92Gbps194.16Mbps相較于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)解決方案，5G

毫米波專網(wǎng)提供了低時延、高確定性的網(wǎng)絡(luò)能力，在

AMR調(diào)度與管理中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，保證了園區(qū)

AMR

運行的高效流暢。未來，我們將探索如何將

5G

毫米波專網(wǎng)賦能人形機器人等應(yīng)用，釋放該技術(shù)在遠程設(shè)備操控、無人智能巡檢、現(xiàn)場輔助裝配、生產(chǎn)現(xiàn)場檢測等場景的應(yīng)用潛力，期望進一步提升生產(chǎn)效率與安全?！?/p>

王波英特爾產(chǎn)品（成都）有限公司資產(chǎn)與項目管理經(jīng)理總結(jié)與展望在

AMR

等場景的應(yīng)用效果顯示，基于毫米波通信的工業(yè)

5G

方案在時延、穩(wěn)定性、安全性等方面相較于基于公網(wǎng)的

5G

工業(yè)專網(wǎng)有著顯著的優(yōu)勢，可滿足工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的嚴苛要求，加快推動

5G

專網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域的普及，同時也展現(xiàn)了該方案在人形機器人、遠程設(shè)備操控、無人智能巡檢、現(xiàn)場輔助裝配、生產(chǎn)現(xiàn)場檢測等場景的巨大應(yīng)用潛力。以人形機器人為例，在政策鼓勵、技術(shù)進步與市場需求三大板塊的加持下，中國人形機器人到

2030

市場規(guī)模預(yù)計可達

379

億元，銷量可達

27

萬臺。而工業(yè)領(lǐng)域也迎來新的變革，新能源、汽車、3C

電子、半導(dǎo)體等行業(yè)紛紛開始新的機器人布局。而在具身智能技術(shù)的加持下，人形機器人或類人形機器人