核心概念
本文旨在為工業物聯網 (IIoT) 提供一個統一的框架,以解決當前文獻中缺乏標準化和統一性的問題,並促進未來 6G 技術在工業環境中的應用。
摘要
工業物聯網應用之研究方向與建模指南
摘要
本文探討了工業物聯網 (IIoT) 的發展趨勢和建模準則。作者指出,儘管 IIoT 在工業 4.0 中扮演著至關重要的角色,但目前的研究缺乏標準化和統一的框架,導致不同組織(如 3GPP 和 5G-ACIA)對 IIoT 應用領域和關鍵性能指標 (KPI) 的定義和理解存在差異。
主要內容
為了彌合這一差距,本文提出了以下內容:
- 統一的 IIoT 框架: 作者首先定義了 IIoT 的關鍵術語,並對主要的應用領域進行了分類,包括運動控制、過程監控、移動控制面板和移動機器人。
- IIoT 需求分析: 作者詳細分析了不同應用領域對通信服務和定位服務的具體需求,並將這些需求轉化為統一的 KPI 指標。
- 未來研究方向: 作者指出了當前 IIoT 研究中存在的技術差距,並提出了未來 6G 技術在 IIoT 中的應用方向,包括太赫茲和光通信、網絡感知、大規模多址接入、人工智能、車聯網以及加密和安全等。
- 建模指南: 作者針對 IIoT 環境的特殊性,提出了一套建模指南,以幫助研究人員更準確地評估和比較不同的解決方案。這些指南涵蓋了設備數量、服務區域、設備分佈、移動性、流量模型和信道模型等方面。
總結
本文為 IIoT 的未來研究提供了一個清晰的路線圖,並強調了統一框架和標準化定義的重要性。隨著 6G 技術的發展,IIoT 將在工業自動化、智能製造和數字化轉型中發揮越來越重要的作用。
統計資料
工業建築的典型面積為 100 平方米到 1 平方公里,高度為 5 米到 25 米。
工廠的服務面積可達 100 平方公里。
移動機器人的速度通常在每小時 10 到 70 公里之間。
引述
"工業物聯網 (IIoT) 作為工業 4.0 框架中的關鍵推動者,通過設想在傳統工業過程中採用無線通信來增強其效率和安全性,推動工業 4.0 模式從傳統的、僵化的工業過程向互聯的、適應性更強、效率更高的系統轉變。"
"儘管 5G 的發展為第四次工業革命的有效實現帶來了巨大的推動力,但一些工業用例仍然提出了即使是私有 5G 網絡也無法滿足的嚴格要求,為新的第六代 (6G) 導向的研究趨勢鋪平了道路。"
"由於工業環境中普遍存在障礙物的獨特動態性和密度,例如,非視線 (NLoS) 鏈路普遍存在,因此信道模型應考慮到這些因素,同時,網絡協議應考慮到在同一個工廠車間中共存的各種具有挑戰性的流量。"