5G对工业物联网(IIoT)应用的支持——移动云端、区块链及人工智能（七）

摘要：工业物联网(IIoT)具有特殊的通信需求，包括高可靠性、低延迟、灵活性和安全性。5G移动技术本能地提供了这些功能，使其成为支持工业物联网(IIoT)场景的成功候选。本文的目的是基于这两个领域的初始需求和承诺，识别当前与5G工业物联网相关的研究挑战和解决方案。本文的研究方法遵循以下步骤:调查研究现状，比较结果以确定进一步的挑战，并为每个研究领域的经验教训作出结论。这些领域包括IIoT应用及其需求;移动云端;后端性能调优;网络虚拟化;还有安全，IIoT的区块链，5G的人工智能支持，以及私有园区网络。除了调查当前的挑战和解决方案外，本文还旨在对这些领域(与5g支持的IIoT相关)进行有意义的比较，从而得出当前研究的不足之处。

接上文：5G对工业物联网(IIoT)应用的支持——移动云端、区块链及人工智能（六）

然后，提出了基于5G技术的优化方案: 云边集成(第5节)、网络切片(第3.3节)和云边中的人工智能。最后，讨论了所提出的远程手术系统在超高可靠性、人工智能手术机器人、通信和安全性等方面存在的问题。

4.4 5G技术用于工业目的的其他用途

网络功能虚拟化(NFV)—第3.4节中描述的—可用于以各种方式支持智能制造。在参考文献37中，作者提出了一个详细的用例，该用例反映了使用大型制造公司经验的真实世界制造商的需求。他们提出了一种具有特定网络服务和虚拟网络功能的体系结构，以在实践中实现用例。他们的实验结果表明，一个完全虚拟化的智能制造用例不仅可行，而且可以减少机器互连和配置时间，从而提高一个数量级的生产率。然后，他们展示了一个完全使用NFV概念实现的真实世界的智能制造应用程序，以及一个简化垂直NFV概念验证实现的轻量级原型框架，他们演示了NFV服务如何简化机器数据收集、聚合和分析。

在3.3节中介绍的网络切片对工业应用有很大的帮助。参考文献38的作者提出了一个平台化的5G系统，旨在为智能工厂开发可重构的工业互联网环境，以支持动态生产过程，同时优化产生的成本，并实现高水平的远程监控。他提出了一个基于网络切片的工业4.0框架。提出的框架在三个不同的实际用例中进行了验证，它们清楚地指出了设想的解决方案的优点:远程工业生产监视、远程设备维护和动态工业制造。

网络切片也可以用于自动驾驶。SDN、NFV和网络切片可以提高自主驾驶应用程序的QoS。对基于GI/M/1排队系统的传输时延和处理时延进行了理论分析。仿真结果表明，该框架能较好地满足自主驾驶应用的低延迟要求，因为与最优流量相比，它能较好地解决自主驾驶交通的传播延迟和处理延迟问题。

多访问边缘计算(MEC)，如第5节所述，以前称为移动云边，允许在工厂生产中实现服务虚拟化，从而实现更高的服务可靠性和更低的工业设备成本。MEC方法允许通过动态扩展或减少已分配资源进行有效的资源规划;该方法通过对不同云服务之间分配的计算资源进行动态管理来提高可靠性。本文给出了两个工业用例的MEC概念。可以获取用例“机器人手臂的远程控制”来执行危险环境中的工作。用例“两个机器人手臂的合作”可以外推到多个机器人手臂在生产线上的相互协作。用例是在实际的演示中实现的。

4.5 经验教训

在表2中，我们总结了当前第4节中介绍的论文中描述的用例。下表显示了5G的3个主要特性(eMBB、URLLC、mMTC)，以及描述了哪些其他5G技术用例。在实现列中，我们展示了给定的论文是如何实现所提供的用例的。本文介绍了多种5G技术在不同环境(制造、远程手术、定位和施工管理)下的几个应用案例，表明5G技术可以在行业中广泛应用。

表2 5G技术的用例及其实现

（待续）

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~

我是您身边的区块链研究员，如果您有志于区块链或者交易技术的学习，欢迎和我交流。微信：chanhai13。更多文章请添加微信公众号：链学园。原文名称： 5G support for Industrial IoT Applications— Challenges, Solutions, and Research gaps

作者：Pal Varga, Jozsef Peto

原创翻译：区块链研究员（区块链Robin）

英文源自Budapest University，译文有编辑及删减，如有侵权，请联系译者删除。

中文版权所有，转载需完整注明以上内容。

—-

编译者/作者：区块链研究员

玩币族申明：玩币族作为开放的资讯翻译/分享平台，所提供的所有资讯仅代表作者个人观点，与玩币族平台立场无关，且不构成任何投资理财建议。文章版权归原作者所有。