工业对5G网络的应用需求和通信过程
主要参考：
1. Performance Analysis of Local 5G Operator Architectures for Industrial Internet
2. 马占军.基于5G网络的工业物联网架构[J].中国新通信,2020,22(18):18-19.
目录
1、工业应用对5G网络的需求
2、3GPP发行的5G系统架构规范
3、工业5G用例通信过程
（1）基于5G的AR通信建立步骤
（2）基于5G的大规模无线传感网络通信建立步骤
1、工业应用对5G网络的需求
| 应用 | 简单描述 | 5G网络对应用的支持 |
| 工业控制系统信息采集 |
包括传感器及工业控制系统（SCADA、PLC、DCS、OPC等）等数据采集和感知； 采集工业生产、制造过程中的数据（各类物理量、标识、定位、图像等）和发生的事件 |
1. 毫秒级低时延（uRLLC场景下0.5~1ms），实现机器人之间、机器人与生产设备间的互动和协调，提供精准高效的工业控制和数据采集； 2. 99.999%的高可靠性； 3. 海量连接的网络 |
| 工业AR、VR | 包括：数字设计协同、人机协作、生产流程监控、新员工岗前培训、质量检测、远程辅助操作、远程运维等 | 提供可靠的网络带宽保障。R15协议的5G网络支持1 Gbps/用户的峰值吞吐率，R16系统性能将明显提升 |
| 智能机器人 | 机器视觉在检测方面对网络带宽提出了很高的要求 |
1. 高可靠性5G网络的连续覆盖，使机器人活动区域不受限，进行不间断工作以及工作内容的平滑切换 |
| 物料跟踪 | 工厂中每个物体都是有唯一“身份”的终端，原材料也具有“信息”属性 | 5G边缘计算和精准的网络定位，使供应链中材料、产品实现可视化跟踪、定位和信息传输 |
2、3GPP发行的5G系统架构规范
图1所示架构显示控制平面内的网络功能（NF）如何使其他授权的NF能够访问其服务。
图2所示架构显示了两个NF之间存在的点对点交互。
3、工业5G用例通信过程
（1）基于5G的AR通信建立步骤
1）设备注册
2）设备与处理服务器间数据会话建立
3）设备与处理服务器间数据传输
（2）基于5G的大规模无线传感网络通信建立步骤
1）传感器、执行器和服务器注册到5G网络
2）异常情况下，建立传感设备与警报管理服务器间的数据连接
3）将异常相关数据从传感器传输到管理服务器
4）建立管理服务器和控制实例之间的会话
5）从管理服务器传输数据到控制服务器
6）建立控制服务器和执行器之间的会话
7）将与动作相关的数据传输到执行器，对执行器采取适当操作
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