5月29日，在電子發燒友主辦的《2020年5G技術創新峰會》上，來自英飛凌電源與傳感系統事業部應用市場經理沈卓羣帶來了對工業4.0領域機器通信最新案例的解讀。

德國在2019年3月進行了5G頻譜拍賣，目前德國境內5G網絡覆蓋不到一半的人口。在德國，5G通信網絡還沒有大規模建成，英飛凌在工業4.0方向的機器通信如何破解工業應用的場景？沈卓羣表示，案例項目的目標實現自動化機器人中心，在工業區域服務中心，采用URLLC技術和5G場景協同，為工業、農業自動化運作帶來的一流工業通信解決方案。

圖：英飛凌電源與傳感系統事業部應用市場經理 沈卓羣

英飛凌作為主要參與者，參加了行業聯合體推動和德國政府設立的項目——非道路移動機械自治通信，主要目標是以建筑、工業和農業應用開發網絡為導向，協同執行任務，實現機器協作的半自動化和全自動化。

英飛凌領銜的合作聯盟，成員來自五家企業，BOMAG和Franhofer，一家是制造壓路機公司，一家是制造農業型拖拉機的公司。Robotmaker，生產用于農業和建筑車輛的通訊模塊，STW專注通信系統集成商，他們專門從事于機械到機械，人到機械的通訊。凱澤斯勞滕工業大學，他們在該領域提供系統測試和系統的解決方案。

沈卓羣演繹了應用場景，實際場景下鋪路機和壓路機的道路施工應用中，鋪路機和壓路機之間需要無線通訊以協調整個車隊的速度和方向。重點三個協作：每個機種將選擇要執行的任務，鋪路機要沿跟隨壓路機路徑進行或停止服務進行協同，還有施工現場和辦公室的通訊。

在項目進行當中，英飛凌已經洞察到兩個低延遲場景：第一、正在運行的無人壓路機之間，傳輸距離300m，要求低延遲10ms；第二、壓路機和工頭之間，傳輸距離100m，要求低延遲50ms。而壓路機與施工現場的辦公室的連接需求，屬于中等要求，延遲可以到1000ms。

這個項目具有前瞻性，探索的是M2M通信的應用場景。為什么要布局區域化的5G設施？沈卓羣指出，5G設施在歐洲很多地區沒有部署，市場買到的WiFi模塊難以支持遠距離通訊。這個項目中不同公司完成不同的任務，通訊協議和要求對應每個公司有所不同。增強性寬帶和5G技術加持下，場景應用會提供更多選擇。

沈卓羣分享了一個具體用例——自治式瀝青施工現場的機器協作，包括鋪路機鋪設瀝青層、多臺壓路機合作將瀝青壓實、工頭確定施工執行計劃與方案、施工現場辦公室監督施工進度。

另一個是農業應用案例，用于協調拖拉機的移動和動作將自動化卸載農產品到倉庫，同時將數據發送到云端。

在車載單元（OBU）系統架構上，英飛凌提供毫米波前端模塊（FEM），帶8*8相控陣列天線的RF板。

據沈卓羣介紹，英飛凌毫米波前端模塊（FEM），是帶8*8相控陣列天線的GR板，64個天線振子，具備IP53耐候性能，支持雙向TDD，具有專有控制接口，可通過USB實現GUI，該模塊使用英飛凌18x波束形成器RFSoC和1x上下變頻器RFIC。詳細介紹見下圖：

沈卓羣表示，實測數據非常接近于仿真數據，項目的系統優化和場外測試仍在進行，包括毫米波頻段的移動，相控陣天線的波束技術優化和區域優化技術的研究還在繼續，他堅信這個區域網絡系統可以給市場帶來價值。

5G M2M通信技術發展趨勢和應用前景

沈卓羣指出，M2M通信適用于區域化網絡，場景中機器數量不是特別多，如果未來客戶要擴大機器數量，需要網絡切片和IPV6技術來支持大量機器的通信，考慮到5G通信的大帶寬、低時延、海量連接特性，網絡切片可以針對特定場景設計專屬網絡，網絡功能和系統性能達到最優。但是具體的場景上，通信運營商和企業根據具體項目來考慮網絡架構和鋪設安排。

車載電子行業應用是M2M應用的主要方向之一，沈卓羣認為，解決C-V2X技術和應用，除了具備5G SA網絡外，還需要云計算和邊緣計算。未來，期待5G網絡逐步進入成熟期后，車聯網應用才能真正實現。在工業網絡，大部分是控制、同步和信息交換，可以在區域網中部署小區域網，連接任務相關性高和高關聯度的機器來優化，網絡端就在工廠附近，不用上傳云端，可以在本地的中心辦公室和數據中心進行計算，解決網絡過載的問題。

沈卓羣看好5G和工業互聯網的結合，在工業現場，在工廠部署局域網，配合5G技術協議和5G的高QoS，在工業現場部署數據中心，中心可以實現工作調配，根據不同機器給出的數據信息進行產線分配和制造決策。5G和工業技術的融合發展未來有更多的案例落地。未來5G通信逐漸推進，80%的應用來自工業聯網，相信英飛凌未來會給工程師帶來更多更好的落地應用。

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