1引言
移動(dòng)技術(shù)對(duì)技術(shù)進(jìn)步的需求呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的趨勢(shì)。從一開(kāi)始，電子通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和尺寸確定就成為信息基礎(chǔ)設(shè)施和電信發(fā)展不可分割的一部分。這些網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題已經(jīng)轉(zhuǎn)向4G/5G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以及網(wǎng)絡(luò)融合[1]。由于這些移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，當(dāng)前的用戶需求可以得到適當(dāng)?shù)姆?wù)，但是行業(yè)的利益相關(guān)者需要更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。為此，服務(wù)提供商已經(jīng)做出了重大努力，以便在全國(guó)范圍內(nèi)的農(nóng)村、郊區(qū)和工業(yè)區(qū)提供4G網(wǎng)絡(luò)。
在機(jī)對(duì)機(jī)（Machine to Machine，M2M）通信、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和智能工廠領(lǐng)域，4G很可能無(wú)法充分滿足制造業(yè)和工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)不斷增長(zhǎng)的需求?；诰W(wǎng)絡(luò)物理制造系統(tǒng)（Cyber Physical Manufacturing System，CPMS）的智能制造已成為當(dāng)今世界的發(fā)展趨勢(shì)，得到了世界各國(guó)的廣泛認(rèn)可。從CPMS的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（Industrial Internet of Things，IIoT）具有自動(dòng)化、協(xié)同化、實(shí)時(shí)監(jiān)控和智能連接控制等特點(diǎn)，是關(guān)鍵發(fā)展方向之一。隨著先進(jìn)技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，在制造過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。目前的移動(dòng)技術(shù)、3G和4G等通信系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足CPMS對(duì)高可靠性、高數(shù)據(jù)傳輸速率、低延遲等方面的要求，阻礙了CPMS的發(fā)展。因此，效率的提升和持續(xù)的改進(jìn)必須通過(guò)各種制造工藝的創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，在不久的將來(lái)，機(jī)器人、倉(cāng)庫(kù)運(yùn)輸操作等將需要不斷提升的數(shù)據(jù)傳輸效率來(lái)支撐。因此，處于標(biāo)準(zhǔn)化狀態(tài)的5G技術(shù)可能是制造領(lǐng)域能滿足高數(shù)據(jù)傳輸率的關(guān)鍵技術(shù)，5G將為那些希望使用尖端技術(shù)并保持競(jìng)爭(zhēng)力和盈利能力的制造商和電信運(yùn)營(yíng)商提供解決方案。如果5G最終滿足了利益相關(guān)者的期望，那么未來(lái)的生活將會(huì)大不相同。通過(guò)新一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以選擇建立智能工廠，并在故障排除中利用人工智能、自動(dòng)化、物聯(lián)網(wǎng)或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)。5G最重要的技術(shù)要求是高可用性、低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤概率、高可靠性、超低延遲、極強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)安全性、高連接密度和超大帶寬[2]。5G將在制造過(guò)程中提供實(shí)時(shí)控制，并在需要時(shí)保持不同操作位置之間的實(shí)時(shí)連接，并具有促進(jìn)IIoT和CPMS的巨大潛力。
本文將說(shuō)明5G技術(shù)如何改變制造業(yè)（如汽車工業(yè)、機(jī)器人技術(shù)、物流等）以及新的移動(dòng)技術(shù)是否符合制造業(yè)、機(jī)器和用戶不斷增長(zhǎng)的需求；本文還將探討促進(jìn)工業(yè)部門發(fā)展的室內(nèi)移動(dòng)服務(wù)。
2制造業(yè)中的無(wú)線電系統(tǒng)
移動(dòng)業(yè)務(wù)可分為室內(nèi)系統(tǒng)和室外（宏）系統(tǒng)兩部分。如果由于場(chǎng)強(qiáng)、容量或質(zhì)量問(wèn)題，宏基站單元無(wú)法滿足設(shè)施的需求，則需要室內(nèi)系統(tǒng)。室內(nèi)基站包括獨(dú)立的室內(nèi)天線系統(tǒng)和其他確保制造設(shè)施的移動(dòng)通信系統(tǒng)。大型建筑可能對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)容量有很高的需求，因此這些室內(nèi)系統(tǒng)應(yīng)該得到實(shí)施以確保在2G、3G和4G網(wǎng)絡(luò)上有良好的覆蓋率、容量和質(zhì)量。目前，制造商在整個(gè)制造過(guò)程中都依賴于固定線路網(wǎng)絡(luò)，這些固定線路不靈活、成本高，因此室內(nèi)系統(tǒng)應(yīng)推廣應(yīng)用移動(dòng)通信技術(shù)。4G能夠提供高數(shù)據(jù)速率，但工業(yè)利益相關(guān)者也必須考慮是否應(yīng)用有線或無(wú)線技術(shù)。
無(wú)線電基站是接入網(wǎng)，有3個(gè)重要組成部分：第一個(gè)是基帶單元（Baseband Unit，BBU），具有適當(dāng)?shù)挠布?、軟件并能確保上行鏈路和下行鏈路的基帶處理；第二個(gè)是遠(yuǎn)程無(wú)線電單元（Remote Radio Unit，RRU）包含一個(gè)無(wú)線電頻率發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。此放大器設(shè)備負(fù)責(zé)確保適當(dāng)?shù)墓β剩⑼ㄟ^(guò)光纖連接到BBU；第三個(gè)是同軸電纜（“跨接”電纜），同軸電纜設(shè)置在RRU和無(wú)源天線之間，給定技術(shù)的無(wú)線電波通過(guò)天線以適當(dāng)?shù)奶匦园l(fā)射，圖1給出了無(wú)線電基站的基本要素。
圖1無(wú)線電基站要素
2.1室外無(wú)線電系統(tǒng)
如圖2所示，無(wú)線電基站設(shè)備最常用的結(jié)構(gòu)是格子塔、單極塔和木塔3種，其中格子塔的應(yīng)用最廣泛，單極塔和木塔的承載能力相對(duì)較小，需要的物理空間也較小，施工相對(duì)容易，而美學(xué)上看起來(lái)是離散的，木塔在自然保護(hù)區(qū)被廣泛使用。
圖2基站（格子塔、單極塔、木塔）
在農(nóng)村環(huán)境中，由于立法的要求，無(wú)線電基站的建造可能會(huì)很復(fù)雜。因此，移動(dòng)服務(wù)提供商通常選擇遷入現(xiàn)有對(duì)象，而不是建造新的基站。如有些寺廟、筒倉(cāng)或水塔由于高度足夠，能夠確保移動(dòng)服務(wù)的覆蓋范圍和質(zhì)量，因此基站可以依托它們來(lái)建（見(jiàn)圖3）。
圖3基站對(duì)象（寺廟、水塔）
在城市環(huán)境中，建設(shè)基站也面臨同樣的困難。在城市地區(qū)，由于地方當(dāng)局的規(guī)定和可能的居民投訴，很少建造無(wú)線電基站。因此，為確保移動(dòng)服務(wù)的覆蓋范圍，好的方法是如圖4所示，選擇在現(xiàn)有建筑對(duì)象（如屋頂、工業(yè)煙囪、路燈柱等）上建基站。
圖4基站對(duì)象（燈柱、屋頂、屋頂下）
2.2室內(nèi)無(wú)線電系統(tǒng)
如果宏（室外）網(wǎng)絡(luò)不能保證建筑物內(nèi)的移動(dòng)覆蓋，則需要一個(gè)室內(nèi)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。例如，如果基站離目標(biāo)建筑物太遠(yuǎn)，無(wú)線電信號(hào)將不能穿透進(jìn)入建筑物的室內(nèi)。在這種情況下，需要在建筑物室內(nèi)安裝無(wú)線電系統(tǒng)，以確保移動(dòng)服務(wù)足夠的覆蓋范圍和質(zhì)量。室內(nèi)無(wú)線設(shè)備與室外基站相同，也有BBU、RRU和天線系統(tǒng)，主要區(qū)別是室內(nèi)無(wú)線系統(tǒng)集成了更多的天線和無(wú)源設(shè)備。另一個(gè)不同之處是，室內(nèi)基站使用更長(zhǎng)的同軸電纜，導(dǎo)致無(wú)線電信號(hào)衰減更多，并降低了信噪比（Signal-Noise Ratio，SNR）。然而，基站收發(fā)子系統(tǒng)（Base Station Transceiver，BTS）與終端用戶之間的距離很小，因此較長(zhǎng)的同軸電纜不會(huì)對(duì)特定點(diǎn)的服務(wù)造成影響。對(duì)于室外基站，一個(gè)RRU只給一個(gè)天線供電，RRU安裝在天線附近，并通過(guò)短饋線同軸電纜連接到天線；而在室內(nèi)基站中，一般為整個(gè)室內(nèi)移動(dòng)系統(tǒng)安裝一個(gè)RRU，供大量天線使用。信號(hào)可以到達(dá)所有的天線使用無(wú)源元件，如分路器和耦合器。RRU與一個(gè)稱為混合矩陣的無(wú)源元件相連接，此無(wú)源元件用于連接不同的技術(shù)和不同的RRU，以便將所有的技術(shù)放在一根同軸電纜中，電纜被連接到室內(nèi)系統(tǒng)的所有天線上。分路器用于將無(wú)線電信號(hào)分成兩個(gè)方向，耦合器可以不平衡的功率分配信號(hào)，這點(diǎn)在給定方向天線較多的情況下非常重要。
3寬帶移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)
3.1 3G網(wǎng)絡(luò)
3G網(wǎng)絡(luò)是單頻寬帶網(wǎng)絡(luò)，即每一個(gè)3G移動(dòng)蜂窩在同一個(gè)寬帶頻率上工作，并且相互干擾，周圍小區(qū)之間也會(huì)干擾，因此信噪比受到很大影響。所以應(yīng)考慮增加3G蜂窩，同時(shí)減少3G蜂窩服務(wù)區(qū)的重疊和干擾，以接近理論上數(shù)據(jù)傳輸速率最優(yōu)值。室內(nèi)系統(tǒng)由3G蜂窩來(lái)滿足建筑物、工廠或其他工業(yè)設(shè)施的需求，網(wǎng)絡(luò)延遲約100 ms~500 ms。3G蜂窩技術(shù)可以達(dá)到的理論最大下載速度為42 Mbit/s。
3.2 4G網(wǎng)絡(luò)
4G網(wǎng)絡(luò)與3G網(wǎng)絡(luò)基本相似，每個(gè)4G蜂窩使用相同的寬帶頻率并相互干擾[3]。4G的規(guī)劃策略也與3G類似，如應(yīng)最大化信噪比、最小化重疊和干擾，以達(dá)到理論上最大數(shù)據(jù)傳輸速率，網(wǎng)絡(luò)延遲約10 ms。4G網(wǎng)絡(luò)下與頻率相關(guān)的理論數(shù)據(jù)傳輸速率如圖5所示。
圖5 LTE-Advanced理論數(shù)據(jù)傳輸速率
3.3 5G網(wǎng)絡(luò)
第五代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程正在進(jìn)行中，電信市場(chǎng)的各方都密切參與了這項(xiàng)合作，預(yù)計(jì)到2020年5G將被首次發(fā)布[4]。5G網(wǎng)絡(luò)的分配頻率將高于3G和4G網(wǎng)絡(luò)。移動(dòng)通信使用的最高頻段之一是2600 MHz，但分配給5G技術(shù)的主要頻段預(yù)計(jì)將在6 GHz。就移動(dòng)服務(wù)而言，這是一個(gè)相對(duì)較高的頻段范圍。無(wú)線電信號(hào)的傳播隨著頻率的增加而減弱，通過(guò)物體和材料的傳播衰減也會(huì)更大。為了確保5G網(wǎng)絡(luò)全國(guó)覆蓋，基站數(shù)量應(yīng)該增加，這可能意味著移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在接入、核心和傳輸網(wǎng)絡(luò)方面將作出很大的投入。假設(shè)700 MHz和3500 MHz頻段也將用于5G網(wǎng)絡(luò)，那么700 MHz頻段對(duì)于實(shí)現(xiàn)全國(guó)范圍或室內(nèi)的信號(hào)覆蓋將起到至關(guān)重要的作用。
5G將為許多領(lǐng)域以及制造業(yè)提供新的變革，其最重要的貢獻(xiàn)是近實(shí)時(shí)的通信。5G技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率預(yù)計(jì)為10 Gbit/s~20 Gbit/s，5G蜂窩容量將是3G和4G蜂窩容量總和的1000倍以上。與4G相比，5G網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜度會(huì)降低，5G設(shè)備的電池預(yù)計(jì)將使用4G終端設(shè)備所需能量的100%。5G也被期望服務(wù)于機(jī)器設(shè)備行業(yè)，截止到2020年，使用5G技術(shù)的機(jī)器設(shè)備數(shù)量將增加到數(shù)百億臺(tái)。圖6所示為現(xiàn)有移動(dòng)技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率比較詳情。
圖6 3G、4G、5G數(shù)據(jù)傳輸速率對(duì)比
4 5G+工業(yè)制造
通過(guò)安裝室內(nèi)無(wú)線電系統(tǒng)，5G將有足夠的信號(hào)覆蓋范圍，并為制造業(yè)帶來(lái)變革。5G具有超低的網(wǎng)絡(luò)延遲、極高的容量、超高可的靠性、極高的帶寬和連接密度、極低的設(shè)備成本和能耗，能夠很好地為制造業(yè)互聯(lián)系統(tǒng)服務(wù)。經(jīng)驗(yàn)證，目前只有有線系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)5G的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而現(xiàn)有的移動(dòng)技術(shù)并不能實(shí)現(xiàn)，因此現(xiàn)實(shí)中制造商主要依賴有線技術(shù)來(lái)提供服務(wù)。相對(duì)于有線技術(shù)，5G能夠提供更高的靈活性、更低的成本和零延遲的信號(hào)，因此5G在制造業(yè)中的應(yīng)用具有更好的前景。5G有望推動(dòng)數(shù)字化進(jìn)程，從孤立系統(tǒng)鏈接到大數(shù)據(jù)集成。隨著5G的不斷擴(kuò)展，其他潛在的工業(yè)用途也將出現(xiàn)，如智能工廠、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)輔助維護(hù)等。預(yù)計(jì)到2020年年底，全球?qū)⒂谐^(guò)500億個(gè)低成本傳感器接入互聯(lián)網(wǎng)，這些傳感器能夠以前所未有的高速度收集、感知和傳輸數(shù)據(jù)。
當(dāng)前的移動(dòng)技術(shù)旨在提高頻譜效率，滿足用戶高帶寬需求，而5G技術(shù)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力來(lái)源于各種新涌現(xiàn)的用戶需求案例。5G蜂窩系統(tǒng)將成為機(jī)器類通信（Machine Type of Communication，MTC）的一個(gè)新范式，同時(shí)也能滿足對(duì)人流量的需求。MTC將包含多種概念，如工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)、智能功能等。每一個(gè)概念都有自己的功能要求，從有限的能源消耗、傳感器集成的智能城市到具有無(wú)線傳遞、零延遲的智能化工廠，5G需要綜合考慮這些方面的需求，才能成為未來(lái)產(chǎn)業(yè)廣泛使用的技術(shù)。
4.1大規(guī)模機(jī)器通信
機(jī)器類通信系統(tǒng)（Machine Type of Communication System，MTCs）在5G通信方面具有重要意義，它定義了與3GPP相關(guān)的大規(guī)模機(jī)器類型通信（Massive Machine Type of Communication，mMTC）和超可靠機(jī)器類型通信（Ultra-reliable Machine Type of Communication，uMTC）。mMTC可以實(shí)現(xiàn)數(shù)百億臺(tái)機(jī)器設(shè)備的無(wú)線連接，uMTC能夠?qū)崿F(xiàn)連接的高可靠性與低延遲性。在mMTC中，人們關(guān)注的焦點(diǎn)是短數(shù)據(jù)包發(fā)送終端的高效連接，而這一問(wèn)題目前還沒(méi)有在人型通信的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中得到解決。mMTC需要足夠的廣域覆蓋，并且廣域覆蓋能夠在建筑物內(nèi)使用，同時(shí)還要求具有節(jié)能和低成本的特點(diǎn)。對(duì)于mMTC一個(gè)很好的例子是從大量傳感器中收集測(cè)量數(shù)據(jù)，uMTC的典型例子是交通設(shè)備通信和工業(yè)控制應(yīng)用。在傳統(tǒng)的4G技術(shù)中，用戶主要關(guān)注高的數(shù)據(jù)傳輸速率下進(jìn)行人型通信與大數(shù)據(jù)包下載的體驗(yàn)，而隨著M2M通信和5G的出現(xiàn)，用戶的需求正在發(fā)生變化。
4.2工業(yè)4.0
正處于新的工業(yè)革命邊緣的今天，工業(yè)4.0正在促進(jìn)真實(shí)網(wǎng)絡(luò)和虛擬網(wǎng)絡(luò)的合并。工業(yè)4.0是網(wǎng)絡(luò)和生產(chǎn)中的物聯(lián)網(wǎng)，連接產(chǎn)品、機(jī)械和人員系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)大部分自動(dòng)化流程，形成一個(gè)包括最初的想法、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和制造、維護(hù)、服務(wù)和回收每個(gè)階段的系統(tǒng)。在工業(yè)4.0中，所有作業(yè)過(guò)程都是完全集成的，并可實(shí)時(shí)相互連接。如今，電子、IT和蒸汽機(jī)正被智能互聯(lián)系統(tǒng)所取代，這些系統(tǒng)正在從根本上改變生產(chǎn)方式。就整個(gè)價(jià)值鏈而言，智能互聯(lián)系統(tǒng)將有可能實(shí)現(xiàn)大多數(shù)流程的自動(dòng)化。機(jī)器之間通過(guò)使用傳感器收集數(shù)據(jù)并進(jìn)行相互通信和自主決策。在數(shù)字化的基礎(chǔ)上，面向未來(lái)的技術(shù)和“智能”對(duì)象領(lǐng)域的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合，導(dǎo)致了工業(yè)生產(chǎn)的根本轉(zhuǎn)變，包含了高效和模塊化的制造系統(tǒng)，并描述了產(chǎn)品控制生產(chǎn)鏈的場(chǎng)景。
4G室內(nèi)系統(tǒng)只能在幾十毫秒的往返延遲下運(yùn)行，相當(dāng)于網(wǎng)絡(luò)蜂窩與云服務(wù)器通信的時(shí)間。如圖7所示，下一步系統(tǒng)的發(fā)展可能是將每個(gè)機(jī)器人控制器中的控制功能（如任務(wù)計(jì)劃器、軌跡規(guī)劃器、反向運(yùn)動(dòng)學(xué)）也移動(dòng)到云中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，延遲需控制在5 ms內(nèi)，但4G技術(shù)不能滿足這一要求，只能由下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)5G技術(shù)來(lái)解決，最后一步則是將機(jī)器人的控制回路也移入云中。
圖7云控制的虛擬化：邁向5G支持的云機(jī)器人
在工業(yè)4.0中，重點(diǎn)不再放在工業(yè)作業(yè)上，而是放在IT系統(tǒng)、機(jī)器人、自動(dòng)環(huán)境和效率上。工業(yè)4.0的技術(shù)基礎(chǔ)是信息物理系統(tǒng)（CYBER Physical System，CPS），CPS通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)相互通信。第四次工業(yè)革命在信息、操作和通信技術(shù)方面對(duì)社會(huì)和全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了巨大影響。工業(yè)4.0將提供一個(gè)使生產(chǎn)和控制設(shè)備在不需要人工干預(yù)的情況下自動(dòng)協(xié)調(diào)和組織的生產(chǎn)環(huán)境，代表著從傳統(tǒng)自動(dòng)化到生產(chǎn)停機(jī)時(shí)間更少、能力更強(qiáng)的全連接系統(tǒng)的飛躍。實(shí)時(shí)調(diào)整和獲取信息的能力可以使智能工廠更高效、更主動(dòng)、更具預(yù)測(cè)性，并能夠避免停機(jī)。根據(jù)這一點(diǎn)，產(chǎn)品和生產(chǎn)設(shè)備也將相互通信，并且產(chǎn)品本身可通過(guò)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）芯片為生產(chǎn)設(shè)備提供信息。基于這些數(shù)據(jù)，產(chǎn)品能夠沿著生產(chǎn)線運(yùn)輸并控制生產(chǎn)的各個(gè)階段。隨著這一改進(jìn)，一個(gè)全自動(dòng)化的生產(chǎn)系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、集成的機(jī)器控制將達(dá)到一個(gè)新階段。隨著5G的使用，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)將更加高效，還將實(shí)現(xiàn)低延遲、高數(shù)據(jù)流量和高容量，因此5G將能夠滿足智能工廠和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的需求。通過(guò)創(chuàng)新工具、高級(jí)分析、云計(jì)算平臺(tái)和傳感器，5G將推動(dòng)生產(chǎn)設(shè)施數(shù)字化改造為智能工廠的進(jìn)程。對(duì)于智能工廠，無(wú)線傳感器和寬帶網(wǎng)絡(luò)（如4G和5G）的結(jié)合發(fā)揮了關(guān)鍵作用，它們可以從生產(chǎn)線收集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆葡到y(tǒng)，以便進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控。從商業(yè)潛力、機(jī)器學(xué)習(xí)、大數(shù)據(jù)到物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)來(lái)看，工業(yè)4.0可能是5G技術(shù)的主要用戶之一。因?yàn)?G能夠保證工廠物流與產(chǎn)品、人類和機(jī)器人之間的實(shí)時(shí)通信[5]。
工業(yè)4.0帶來(lái)的變革是人機(jī)交互的出現(xiàn)，因此機(jī)器人可以支持人類執(zhí)行不同的動(dòng)作，并具有高可靠性和安全性，還能夠解釋直接的用戶指令。而今，利用人類智慧和人工智能的結(jié)合，學(xué)習(xí)創(chuàng)造出能夠提供高水平工業(yè)自動(dòng)化的解決方案已經(jīng)成為可能。通過(guò)對(duì)制造過(guò)程的革命，人類將在下一階段實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0，而5G網(wǎng)絡(luò)將在所有構(gòu)建塊中提供支持。5G技術(shù)包括大數(shù)據(jù)分析、云計(jì)算、IT能力，將在工業(yè)轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
4.3智能工廠
智能工廠這個(gè)詞在工業(yè)和科學(xué)領(lǐng)域都在使用，這個(gè)概念是在一個(gè)即將到來(lái)的技術(shù)發(fā)展的漫長(zhǎng)道路上解決的多維問(wèn)題。智能工廠的概念定義是：一種制造解決方案，它允許自適應(yīng)和靈活的生產(chǎn)過(guò)程，能夠解決邊界條件快速動(dòng)態(tài)變化的生產(chǎn)設(shè)施上出現(xiàn)的問(wèn)題。其解決方案可以是硬件、軟件（自動(dòng)化）的結(jié)合，從而減少不必要的資源和勞動(dòng)力浪費(fèi)。技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的迅速發(fā)展能夠使智能機(jī)器在某些情況下具有思考、記憶和給出解決方案的能力。這些智能機(jī)器塑造了工作、生產(chǎn)系統(tǒng)和制造過(guò)程。智能機(jī)器還需要智能產(chǎn)品，這樣生產(chǎn)歷史直接記錄在產(chǎn)品上，使制造過(guò)程更加高效。智能產(chǎn)品的重點(diǎn)是傳遞有關(guān)生產(chǎn)階段和產(chǎn)品本身特性的信息。智能傳感器作為一種無(wú)源器件，如電阻，其值隨外界激勵(lì)的變化而變化，直接影響著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展。智能傳感器能夠根據(jù)信息做出邏輯決策，并據(jù)此執(zhí)行動(dòng)作，還能夠?qū)⑿畔魉偷礁叩膶哟?。為了滿足日益復(fù)雜的應(yīng)用需求，智能傳感器制造商努力降低生產(chǎn)成本。物聯(lián)網(wǎng)在新的無(wú)線通信場(chǎng)景中正迅速占據(jù)一席之地，物聯(lián)網(wǎng)的基本思想是傳感器、手機(jī)等，能夠?qū)崿F(xiàn)相互間的互聯(lián)和協(xié)作。
5結(jié)束語(yǔ)
本文從制造、室外和室內(nèi)無(wú)線電系統(tǒng)以及現(xiàn)有和未來(lái)的移動(dòng)技術(shù)等方面對(duì)移動(dòng)通信進(jìn)行了分析。制造業(yè)對(duì)創(chuàng)新的需求是無(wú)限的，因此服務(wù)提供商和工業(yè)設(shè)施必須采用最先進(jìn)的技術(shù)和功能，才能保持競(jìng)爭(zhēng)力，跟上不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量和容量的趨勢(shì)。5G將為制造過(guò)程帶來(lái)新的解決方案，并以優(yōu)異的質(zhì)量為關(guān)鍵系統(tǒng)提供服務(wù)，這也意味著工廠將把固定的有線系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌途W(wǎng)絡(luò)延遲、超高容量、高帶寬、低成本、低能耗和可靠的無(wú)線系統(tǒng)。移動(dòng)技術(shù)是靈活的，能夠使大量的機(jī)器就沒(méi)有電線的情況下連接起來(lái)。對(duì)于5G，通過(guò)超高的數(shù)據(jù)傳輸速率和非常低的延遲，潛在的干擾可以實(shí)時(shí)發(fā)生。在全自動(dòng)化環(huán)境的智能工廠中，高傳輸率和低延遲是重點(diǎn)，但成本也是一個(gè)重要因素?？傊?，5G的使用是合理的、有利的，而且相對(duì)于光網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)，5G的成本效益也很高。故此，5G可以給制造業(yè)帶來(lái)創(chuàng)新和變革，其網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力和容量符合工業(yè)4.0的概念。
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