基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書2024

基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組二〇二四年八月版權(quán)聲明本白皮書中所有材料和內(nèi)容的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組及所有參編單位，并受法律保護(hù)。任何單位和個(gè)人未經(jīng)未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組授權(quán)，不得使用或轉(zhuǎn)載白皮書中的任何部分。授權(quán)后轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本白皮書中文字或者觀點(diǎn)的未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組”。違反上述聲明者，本工作組將追究其相關(guān)法律責(zé)任。未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組編寫單位東南大學(xué)毫米波全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、紫金山實(shí)驗(yàn)室、之江實(shí)驗(yàn)室、商飛智能技術(shù)有限公司、深圳市工賦數(shù)字化促進(jìn)中心、上海新興信息通信技術(shù)應(yīng)用研究院、上海人工智能研究院有限公司、上海市無線專網(wǎng)有限公司、智慧塵埃（上海）通信科技有限公司、中科云谷科技有限公司、中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司、青島港國際股份有限公司、中國海誠工程科技股份有限公司、金風(fēng)科技股份有限公司、徐工漢云技術(shù)股份有限公司、本溪鋼鐵（集團(tuán)）信息自動(dòng)化有限責(zé)任公司、嘉賓科技（北京）有限公司5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合應(yīng)用已成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量，為推進(jìn)新型工業(yè)化、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系提供了堅(jiān)強(qiáng)支撐。工業(yè)是5G應(yīng)用的主陣地，毫米波頻段作為5G的重要組成部分，具有廣闊行業(yè)應(yīng)用前景。毫米波頻譜參考3GPP協(xié)議在24.25GHz到52.6GHz之間，與傳統(tǒng)5G中低頻段（Sub-6GHz）相比，5G毫米波擁有更為豐富的頻譜資源，能夠?qū)崿F(xiàn)超大帶寬、超低時(shí)延傳輸，滿足工業(yè)場景對于高速率、大容量、低時(shí)延、高可靠的業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，在提供通信功能之外，毫米波技術(shù)還能夠提供高精度定位感知能力，滿足智能制造與低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域更多復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景需求，有效釋放通信技術(shù)潛能，推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。近年來，全球范圍內(nèi)對毫米波頻譜資源的關(guān)注度不斷增加，各國紛紛依據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的規(guī)則，積極開展毫米波頻譜的規(guī)劃和實(shí)踐探索，以適應(yīng)日益增長的無線通信業(yè)務(wù)需求。目前，美、德、日等發(fā)達(dá)國家已率先開展了部分毫米波頻譜劃分與商用部署。同時(shí)，毫米波技術(shù)的成熟與使用成本的下降，使其能夠應(yīng)用到更多行業(yè)場景中，預(yù)計(jì)全球毫米波產(chǎn)業(yè)也將在未來幾年內(nèi)進(jìn)入快速擴(kuò)展階段。5G毫米波在工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用在未來無線技術(shù)發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中具有重要意義，也對關(guān)乎國家安全的網(wǎng)絡(luò)空間、航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)影響，積極布局和商業(yè)化應(yīng)用毫米波技術(shù)有助于提升我國在全球5G競賽中的競爭優(yōu)勢。在行業(yè)應(yīng)用層面，5G毫米波專頻專網(wǎng)在智慧工廠、智慧港口、智慧能源等領(lǐng)域，能夠支撐大帶寬連接和毫秒級(jí)時(shí)延的通信服務(wù)；在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，能夠提供高精度無人機(jī)探測和感知服務(wù)。同時(shí)，人工智能技術(shù)為毫米波在工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用提供了智能化引擎，使網(wǎng)絡(luò)資源按需配置更加精準(zhǔn)，有效滿足各行業(yè)對于專網(wǎng)架構(gòu)的特定需求?！痘诤撩撞ǖ墓I(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書》詳細(xì)介紹了毫米波在工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用的國際現(xiàn)狀、政策背景、技術(shù)特點(diǎn)和典型應(yīng)用場景。希望白皮書的發(fā)布，能為相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策制定提供理論支撐，為毫米波技術(shù)發(fā)展和行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用提供有益參考。本白皮書由東南大學(xué)毫米波全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、智慧塵埃（上海）通信科技有限公司聯(lián)合編寫，并在編寫過程中得到了行業(yè)內(nèi)專家領(lǐng)導(dǎo)們的悉心指導(dǎo)。各參編單位均在推動(dòng)5G毫米波行業(yè)的示范應(yīng)用與技術(shù)發(fā)展中作出了卓越貢獻(xiàn)，也為白皮書的寫作提供了理論支撐與重要參考，在此表達(dá)感謝。時(shí)間所限，白皮書難免有疏漏之處，敬請讀者批評指正。一、基于毫米波的工業(yè)5G應(yīng)用背景 （一）5G毫米波應(yīng)用的重要意義 （二）5G毫米波應(yīng)用的全球現(xiàn)狀 （三）5G毫米波應(yīng)用的市場前景 （四）5G毫米波應(yīng)用的政策背景 二、5G毫米波的工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用方向 （一）行業(yè)專頻專網(wǎng) （二）通感算一體化 （三）人工智能驅(qū)動(dòng) （四）組網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新 三、5G毫米波專頻專網(wǎng)簡介 （一）5G毫米波技術(shù)優(yōu)勢 （二）5G專網(wǎng)模式對比 -21-（三）5G專頻專網(wǎng)安全性 -24-四、基于毫米波的垂直行業(yè)應(yīng)用 （一）制造行業(yè) -27-（二）港口行業(yè) -31-（三）風(fēng)電行業(yè) -35- -38-（五）礦山行業(yè) -42-五、建議與展望 -46-（一）加快構(gòu)建毫米波行業(yè)應(yīng)用規(guī)范 （二）深化并拓展毫米波的行業(yè)應(yīng)用 （三）推動(dòng)毫米波技術(shù)適度預(yù)研攻關(guān) （四）促進(jìn)毫米波產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與協(xié)同 （五）加強(qiáng)毫米波技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng) 參考文獻(xiàn) 一、基于毫米波的工業(yè)5G應(yīng)用背景（一）5G毫米波應(yīng)用的重要意義5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的深度融合應(yīng)用已成為驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要力量，為工業(yè)生產(chǎn)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐，作為5G的重要組成部分，5G毫米波以其超大帶寬、極低時(shí)延等優(yōu)勢，將成為推進(jìn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)深度融合的關(guān)鍵技術(shù)之一。毫米波頻譜的合理規(guī)劃與毫米波技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用對于推動(dòng)核心技術(shù)自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈自主可控，保持我國毫米波技術(shù)的國際競爭力具有重要意義。加快我國5G毫米波網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與應(yīng)用推廣，將對智能制造、低空經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)生積極作用，并有望成為產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的有力支撐，賦能新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展。頻譜資源是移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源。5G毫米波頻譜參考3GPP協(xié)議在24.25GHz到52.6GHz之間，是5G-A時(shí)代的關(guān)鍵頻譜。相較于傳統(tǒng)的5G中低頻段（Sub-6GHz），毫米波擁有更為豐富的頻譜資源，能夠?qū)崿F(xiàn)超大帶寬、超低時(shí)延傳輸，更好滿足高速率、大容量、低時(shí)延、高可靠的典型工業(yè)場景業(yè)務(wù)需求。為實(shí)現(xiàn)“廣覆蓋、高速率、大容量和低時(shí)延”的5G愿景，運(yùn)營商普遍采取“Sub-6GHz+毫米波”的長期5G部署策略，充分利用中低頻和高頻段的特性，即通過中低頻段實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋和高精度感知等工業(yè)場景的服務(wù)能力。面對傳統(tǒng)頻譜資源愈發(fā)緊張的問題，開發(fā)利用毫米波頻譜能夠有效拓展可用頻譜資源，優(yōu)化頻譜利用效率，滿足5G-A時(shí)代對大帶寬頻譜資源的行業(yè)需求。在應(yīng)用場景上，隨著5G商用的不斷深入，毫米波技術(shù)已成為5G生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，保持在毫米波領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先地位對于提升我國通信設(shè)備制造商在全球市場的競爭力至關(guān)重要。中國已發(fā)展成為全球最大的互聯(lián)網(wǎng)市場，對移動(dòng)數(shù)據(jù)流量的需求持續(xù)增長，特別是在城市中心、大型活動(dòng)場所等場景，毫米波頻譜的大帶寬特性可以有效滿足超高速率、超大容量的數(shù)據(jù)傳輸需求。同時(shí)，毫米波技術(shù)對推動(dòng)智能制造、工業(yè)自動(dòng)化等工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用具有積極作用，也在低空經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域擁有廣闊前景，是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、助力數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)支撐。在國際合作上，我國積極參與毫米波技術(shù)國際標(biāo)準(zhǔn)化工作，推動(dòng)國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，可進(jìn)一步提升我國在國際舞臺(tái)上的話語權(quán)。當(dāng)前，各國紛紛依據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的規(guī)則，積極開展毫米波頻譜的規(guī)劃和實(shí)踐探索，國際合作有助于完善我國毫米波產(chǎn)業(yè)鏈，加強(qiáng)與國際先進(jìn)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的交流合作，借鑒國際先進(jìn)的行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可以加速我國相關(guān)技術(shù)的成熟度和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，提升我國毫米波領(lǐng)域的整體競爭力。毫米波行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用是順應(yīng)5G及未來無線通信技術(shù)演進(jìn)的重要選擇，也是實(shí)現(xiàn)國家信息通信發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn)實(shí)體經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵舉措之一。毫米波行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用與全球通信行業(yè)發(fā)展趨勢緊密相連，通過借鑒國際先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)，我國有望在毫米波技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破和領(lǐng)先，進(jìn)而助力我國“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”體系化發(fā)展，鞏固在全球范圍內(nèi)的領(lǐng)（二）5G毫米波應(yīng)用的全球現(xiàn)狀截至2023年底，全球已有超過141個(gè)國家和地區(qū)的監(jiān)管機(jī)構(gòu)宣布或計(jì)劃進(jìn)行5G頻譜分配，其中32個(gè)國家和地區(qū)完成毫米波頻譜的分配，通過全球多個(gè)國家和地區(qū)的毫米波技術(shù)試驗(yàn)和商用部署，其產(chǎn)業(yè)鏈也在逐漸成熟。[1]據(jù)GSMA移動(dòng)智庫數(shù)據(jù)，截至去年一季度末，全球范圍內(nèi)已有超過119次5G毫米波試驗(yàn)開展，22家運(yùn)營商在毫米波頻段推出5G服務(wù)。1隨著國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP正式確定5G-Advanced（5G-A）為5G下一階段演進(jìn)的官方名稱，標(biāo)志著全球5G發(fā)展進(jìn)入新階段。毫米波頻段正逐漸成為5G-A網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重要組成部分，尤其在提高網(wǎng)絡(luò)峰值速率和增加容量方面將發(fā)揮重要作用。目前，我國已完成多個(gè)毫米波頻段的規(guī)劃和試驗(yàn)，包括但不限于24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段，并已在部分城市開展了實(shí)地測試。國內(nèi)外各大通信運(yùn)營商也在積極布局毫米波建設(shè)，在毫米波新技術(shù)研究、新設(shè)備研發(fā)、新標(biāo)準(zhǔn)制定、新生態(tài)構(gòu)建等方面加速推進(jìn)毫米波產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。國內(nèi)在毫米波通信領(lǐng)域的商業(yè)實(shí)踐雖起步較晚，但在政策推動(dòng)、技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用落地等方面正快速跟進(jìn)。目前國內(nèi)毫米波通信尚未大規(guī)模商用推廣，相較Sub-6GHz頻段，毫米波基站所需部署密度更大，且對環(huán)境條件要求更高，針對性的技術(shù)解決方案雖已獲得驗(yàn)證，但仍需要大規(guī)模應(yīng)用和推廣。同時(shí)，國內(nèi)毫米波產(chǎn)業(yè)的生態(tài)尚待培育，智能終端設(shè)備的研發(fā)和普及速度相比美國等先行國家也尚存在一定差距。2在國際范圍內(nèi)，美、德、日、韓等發(fā)達(dá)國家啟動(dòng)毫米波行業(yè)應(yīng)用時(shí)間較早，商用化進(jìn)程相對較快，因而在該領(lǐng)域的技術(shù)成熟度和市場接受度相對較高，終端設(shè)備生態(tài)也比較豐富，在5G毫米波通信的基礎(chǔ)研發(fā)、專利積累以及國際標(biāo)準(zhǔn)制定等方面具有一定的先發(fā)優(yōu)勢。美國運(yùn)營商如Verizon、AT&T等早在2018年就開始了5G毫米波的商用部署，在很多城市建立了相當(dāng)規(guī)模的毫米波網(wǎng)絡(luò)，提供高達(dá)數(shù)千兆比特每秒的下載速度，并在如2021年“超級(jí)碗”等大型活動(dòng)中起到關(guān)鍵支撐，滿足了賽事多路高清直播需求與眾多現(xiàn)場觀眾的網(wǎng)絡(luò)使用。2021年7月高通公司利用驍龍X655G調(diào)制解調(diào)器射頻系統(tǒng)完成了全球首個(gè)支持200MHz載波帶寬的5G毫米波數(shù)據(jù)連接。2023年2月高通公司推出驍龍X755G調(diào)制解調(diào)器射頻系統(tǒng)，是全球首款支持5G-A的系統(tǒng)，為智能手機(jī)連接樹立了新標(biāo)桿。驍龍X75還旨在面向全部關(guān)鍵垂直領(lǐng)域，包括汽車、計(jì)算機(jī)和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等，推動(dòng)5G下一階段演進(jìn)。德國運(yùn)營商德國電信與愛立信在2019年初開始了毫米波進(jìn)行無線回傳的測試與試驗(yàn)，并在毫米波鏈路上實(shí)現(xiàn)了40Gbps的巴斯勒（Basler）和高通公司聯(lián)手在德國亞琛的歐洲5G工業(yè)園區(qū)建立了一個(gè)測試平臺(tái)，重點(diǎn)關(guān)注5G毫米波在工業(yè)環(huán)境中的傳播和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。2023年德國電信、愛立信和高通公司合作，在波恩的園區(qū)內(nèi)展示了5G毫米波技術(shù)在QoS管理連接中的應(yīng)用。他們使用毫米波和中頻頻段的雙連接，通過優(yōu)先級(jí)調(diào)度機(jī)制，確保每個(gè)網(wǎng)絡(luò)切片或設(shè)備的資源分配。運(yùn)營商N(yùn)TTDOCOMO于2020年9月便開始使用毫米波頻段提供5G服務(wù)。截至2022年7月，日本四大移動(dòng)運(yùn)營商成功部署了超過20,000個(gè)5G毫米波基站，實(shí)現(xiàn)了多地區(qū)包括東京原宿和新宿的高速寬帶體驗(yàn)，并預(yù)計(jì)將進(jìn)一步擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋。同時(shí)，日本市場上已有多款支持毫米波技術(shù)的智能手機(jī)，如三星、索尼和夏普等品牌，為消費(fèi)者提供更多選擇。韓國科學(xué)技術(shù)信息通信部為推動(dòng)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及韓國各行業(yè)5G應(yīng)用，于2021年10月分配4.72GHz-4.82GHz和28.9GHz-29.5GHz頻段用于5G專網(wǎng)。截至2024年1月，韓國有31家運(yùn)營商和企業(yè)獲得5G專用頻率許可，其中三星電子作為電子信息制造業(yè)巨頭計(jì)劃在水原市工廠部署5G專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠的降本增效，加強(qiáng)安全生產(chǎn)。（三）5G毫米波應(yīng)用的市場前景毫米波技術(shù)因其能實(shí)現(xiàn)大容量、高安全性通信和定制化的獨(dú)特優(yōu)勢，在行業(yè)專網(wǎng)領(lǐng)域具有廣闊的市場前景，逐步成為了智慧同時(shí)也能夠在低空經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。根據(jù)《2023年通信業(yè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》解讀，截至2023年底，行業(yè)共發(fā)展5G虛擬專網(wǎng)數(shù)量3.16萬個(gè)，是上年末數(shù)量的2.2倍。應(yīng)用案例數(shù)超9.4萬個(gè)，已融入97個(gè)國民經(jīng)濟(jì)大類中的71個(gè)，覆蓋超七成大類行業(yè)，這些數(shù)字充分反映了行業(yè)專網(wǎng)快速增長的趨勢。[2]在智慧工廠領(lǐng)域，毫米波行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用的加快推廣，將推進(jìn)行業(yè)應(yīng)用從外圍輔助向核心生產(chǎn)控制環(huán)節(jié)拓展。國外在毫米波行業(yè)應(yīng)用上積累了多年的經(jīng)驗(yàn)，不乏應(yīng)用在智慧工廠等關(guān)鍵領(lǐng)域的行業(yè)案例。例如，愛立信與奧迪攜手利用第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5G）為未來工廠的發(fā)展開辟了新的可能性。自2018年8月雙方宣布合作以來，雙方力爭將5G技術(shù)融入汽車制造業(yè)，并在與奧迪及西克公司的合作基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展，利用5G毫米波段的URLLC（超可靠低延遲通信）技術(shù)，為西克公司的自動(dòng)引導(dǎo)車（AGV）的安全運(yùn)行提供了網(wǎng)絡(luò)支持，從而將工廠自動(dòng)化推向了一個(gè)新的高度。該技術(shù)為自動(dòng)化通信的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如PROFINETRT和PROFIsafe的運(yùn)行提供了嚴(yán)格的低時(shí)延保障，確保操作安全，并避免了安全停止的發(fā)生。這一進(jìn)展在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域極為關(guān)鍵，因?yàn)樗状螌?shí)現(xiàn)了安全的人機(jī)交互，而不再依賴傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)連接，為工業(yè)4.0的實(shí)現(xiàn)提供了突破性變革。愛立信和奧迪于2020年1月在瑞典基斯塔的工廠中，成功進(jìn)行了5G毫米波URLLC功能和工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用的結(jié)合測試。兩家公司聯(lián)合打造了一個(gè)機(jī)器人工作站，與奧迪工廠中現(xiàn)有的機(jī)器人工作站類似，該工作站能夠通過5G毫米波網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，并由機(jī)器人進(jìn)行方向盤的生產(chǎn)，包括安全氣囊的安裝，而激光防護(hù)幕則確保了操作區(qū)域的安全。得益于5GURLLC的低延遲和高可靠性，當(dāng)生產(chǎn)工人接近工作區(qū)域時(shí)，機(jī)器人能夠立即暫停操作，確保了操作人員的安全，這種快速響應(yīng)在傳統(tǒng)的Wi-Fi或早期移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中是難以達(dá)到的，也充分展示了通過毫米波技術(shù)創(chuàng)新解決傳統(tǒng)工業(yè)通信限制的高效應(yīng)用。此外，5G毫米波URLLC技術(shù)的應(yīng)用使得工業(yè)機(jī)器人不再受限于有線連接，在工廠內(nèi)可自由移動(dòng)，極大地提升了生產(chǎn)線的靈活性和效率。生產(chǎn)布局可以輕松調(diào)整，設(shè)備也可以根據(jù)需要進(jìn)行移動(dòng)，從而優(yōu)化生產(chǎn)流程并提高產(chǎn)出效率。[3]在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，特別是無人機(jī)和城市空中交通（UAM）領(lǐng)域，毫米波通感算一體化技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色。毫米波通感算一體化技術(shù)憑借其高精度測距、精準(zhǔn)定位和強(qiáng)大的抗干擾能力，可用于無人機(jī)避障、導(dǎo)航以及空中交通管理。同時(shí)，毫米波技術(shù)支持無人機(jī)之間、無人機(jī)與地面站之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，保障飛行控制指令的實(shí)時(shí)傳遞和高清影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)回傳，助力低空經(jīng)濟(jì)生態(tài)的快速發(fā)展。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院的《中國低空經(jīng)濟(jì)行業(yè)市場前瞻與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報(bào)告》，2022年中國低空經(jīng)濟(jì)行業(yè)市場規(guī)模為2.5萬億元，到2035年，中央對國家低空經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模預(yù)期達(dá)6萬億元。[4]在衛(wèi)星通信領(lǐng)域，毫米波頻段也為地球同步軌道（GEO）、低地球軌道（LEO）和中地球軌道（MEO）衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供了新的發(fā)展空間。Ku波段（12-18GHz）與Ka波段（27-40GHz）等高頻段是衛(wèi)星通信的傳統(tǒng)頻段，如今衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展階段，衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座發(fā)展迅猛，造成頻譜資源使用緊張，毫米波技術(shù)不僅能夠解決傳統(tǒng)衛(wèi)星通信頻譜資源緊張問題，還能通過在衛(wèi)星和地面站之間建立高容量的毫米波鏈路，極大地提高衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的帶寬和連接質(zhì)量，支持5G非地面網(wǎng)絡(luò)（NTN）的構(gòu)建，促進(jìn)偏遠(yuǎn)地區(qū)網(wǎng)絡(luò)覆蓋、應(yīng)急通信和商業(yè)航天市場的發(fā)展。近年來，“衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)”已納入新基建范疇，依據(jù)測算，預(yù)計(jì)2024—2029年市場規(guī)模年均復(fù)合增速約為15%，2029年我國衛(wèi)星通信行業(yè)市場規(guī)模有望突破2000億元。毫米波技術(shù)在行業(yè)專網(wǎng)、低空經(jīng)濟(jì)和衛(wèi)星通信這三個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用潛力和市場前景。隨著技術(shù)成熟和成本降低，毫米波技術(shù)有望在未來通信市場中占據(jù)更加重要的地位，推動(dòng)國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。（四）5G毫米波應(yīng)用的政策背景毫米波作為5G通信的關(guān)鍵技術(shù)，我國政府高度重視毫米波領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用。工業(yè)和信息化部發(fā)布的多項(xiàng)通知和行動(dòng)計(jì)劃涉及毫米波測試與頻率使用規(guī)劃，并圍繞加速5G毫米波技術(shù)的試驗(yàn)、應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，為毫米波技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)布局提供了指引。工業(yè)和信息化部于2017年7月首次批復(fù)24.75-27.5GHz和37-42.5GHz頻段用于我國5G技術(shù)研發(fā)毫米波實(shí)驗(yàn)頻段，中國IMT-2020（5G）推進(jìn)組也于2019年起著手毫米波試驗(yàn)任務(wù)。中國IMT-2020（5G）推進(jìn)組規(guī)劃按三個(gè)階段實(shí)施5G毫米波的試驗(yàn)任務(wù)，即2019年重點(diǎn)驗(yàn)證5G毫米波系統(tǒng)特性及關(guān)鍵技術(shù)，2020年重點(diǎn)驗(yàn)證5G毫米波的終端及基站的性能、功能以及互操作性，并于2021年開展典型場景應(yīng)用驗(yàn)證。2020年3月，工業(yè)和信息化部在《關(guān)于推動(dòng)5G加快發(fā)展的通知》中指出，將結(jié)合國家頻率規(guī)劃進(jìn)度安排，組織開展毫米波設(shè)備和性能測試，為5G毫米波技術(shù)商用做好儲(chǔ)備，適時(shí)發(fā)布部分5G毫米波頻段頻帆”行動(dòng)計(jì)劃（2021—2023年）》中指出，適時(shí)發(fā)布5G毫米波頻率規(guī)劃，探索5G毫米波頻率使用許可實(shí)行招標(biāo)制度，開展5G工業(yè)專用頻率需求以及其他無線電系統(tǒng)兼容性研究，研究制定適合我國的5G工業(yè)專用頻率使用許可模式和管理規(guī)則。2021年11月工業(yè)和信息化部發(fā)布的《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，將加快5G獨(dú)立組網(wǎng)（SA）規(guī)?；渴穑鸩綐?gòu)建多頻段協(xié)同發(fā)展的5G網(wǎng)絡(luò)體系，適時(shí)開展5G毫米波網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。2023年1月，工業(yè)和信息化部發(fā)布《關(guān)于微波通信系統(tǒng)頻率使用規(guī)劃調(diào)整及無線電管理有關(guān)事項(xiàng)的通知》，對微波通信系統(tǒng)頻率使用規(guī)劃進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，通過新增毫米波頻段（E波段，71-76GHz/81-86GHz）大帶寬微波通信系統(tǒng)頻率使用規(guī)劃等方式，進(jìn)一步滿足5G基站等高容量信息傳輸（微波回傳）場景需求，并為我國5G、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)以及未來6G發(fā)展預(yù)留了頻譜資源。二、5G毫米波的工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用方向（一）行業(yè)專頻專網(wǎng)隨著行業(yè)智能化程度不斷提升，出現(xiàn)了許多工業(yè)領(lǐng)域的行業(yè)創(chuàng)新應(yīng)用，對網(wǎng)絡(luò)也提出了新的要求。例如工廠的多機(jī)器人作業(yè)協(xié)同、港口的無人集卡車群調(diào)度、風(fēng)電的風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)維、電網(wǎng)的變電站無人巡檢、露天礦山的礦卡無人駕駛等新應(yīng)用場景，都需要結(jié)合行業(yè)的場景需求差異與特點(diǎn)提供解決方案。在業(yè)務(wù)需求上，港口大規(guī)模集卡無人駕駛和調(diào)度需要在作業(yè)區(qū)實(shí)現(xiàn)密集高清視頻上傳，要求極高上行帶寬，而智能工廠的多機(jī)器人控制協(xié)同作業(yè)則要求高可靠低時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)能力。這就需要一種全集成、按需加載、能夠?qū)崿F(xiàn)整體交付的一站式專頻專網(wǎng)解決方案，以實(shí)現(xiàn)更好的行業(yè)自主性，更高的資源分配靈活性，更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸確定性以及更高的網(wǎng)絡(luò)安全性：更好的行業(yè)自主性是指企業(yè)可基于5G毫米波專頻專網(wǎng)構(gòu)建獨(dú)立、專用的通感算一體化網(wǎng)絡(luò)。各行業(yè)基于業(yè)務(wù)需求的不同，在同區(qū)域內(nèi)對網(wǎng)絡(luò)需求動(dòng)態(tài)變化，專頻專網(wǎng)可提供對網(wǎng)絡(luò)資源的可配置可編程能力，允許企業(yè)根據(jù)自身需求靈活配置和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，從而避免與公網(wǎng)共享資源可能導(dǎo)致的服務(wù)質(zhì)量和安全問題。更高的資源使用靈活性是指企業(yè)可以根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載變化，基于5G毫米波專頻專網(wǎng)進(jìn)行靈活的資源分配，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)在需要時(shí)能得到充足且穩(wěn)定的帶寬保障。5G毫米波專頻專網(wǎng)可以設(shè)定嚴(yán)格的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)（QualityofService，簡稱QoS），確保重要應(yīng)用如遠(yuǎn)程控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控等獲得確定性網(wǎng)絡(luò)資源，降低網(wǎng)絡(luò)擁塞對關(guān)鍵業(yè)務(wù)的影響。更強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸確定性是指毫米波通信采用窄波束技術(shù)，在復(fù)雜多變的工業(yè)環(huán)境中也能保持高傳輸質(zhì)量，提高了通信的可靠性和穩(wěn)定性。5G毫米波專頻專網(wǎng)可根據(jù)行業(yè)特點(diǎn)設(shè)立多重備份和容錯(cuò)機(jī)制，提供高于5G公網(wǎng)的傳輸可靠性。更高的網(wǎng)絡(luò)安全性是指5G毫米波可在指定區(qū)域內(nèi)構(gòu)建高度定向、抗干擾性強(qiáng)的無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速、低時(shí)延傳輸。在工業(yè)環(huán)境中，5G毫米波專頻專網(wǎng)可以限定通信范圍，避免非法侵入和監(jiān)聽的風(fēng)險(xiǎn)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄院屯暾?。（二）通感算一體化（Communication）、感知（Sensing）和計(jì)算（Computing）功能于一體的通感算一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，這種架構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)一網(wǎng)多用的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)，滿足工業(yè)在安全生產(chǎn)、資產(chǎn)追蹤、設(shè)備運(yùn)維等典型工業(yè)場景的需求。感知功能集成是指5G毫米波專頻專網(wǎng)可以用于雷達(dá)和成像等感知應(yīng)用，通過精細(xì)的波束賦形技術(shù)，實(shí)現(xiàn)精確的空間定位、物體識(shí)別和運(yùn)動(dòng)檢測等功能，為智慧倉儲(chǔ)、無人機(jī)導(dǎo)航等場景提供強(qiáng)大的感知能力。資源共用與協(xié)同是指通感算一體化網(wǎng)絡(luò)通過靈活的頻譜資源管理和智能調(diào)度，可以實(shí)現(xiàn)通信、感知和計(jì)算功能在同一網(wǎng)絡(luò)中共享頻譜資源，依據(jù)業(yè)務(wù)需求動(dòng)態(tài)分配，達(dá)到資源的最大化利統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)是指軟件定義無線電（SoftwareDefinedRadio，簡稱SDR）在GPU計(jì)算架構(gòu)下，能夠在5G毫米波通感算一體領(lǐng)域得到更好的應(yīng)用，使得5G毫米波無線組網(wǎng)能夠構(gòu)建一個(gè)人工智能（ArtificialIntelligence，簡稱AI）內(nèi)生的可編程、可擴(kuò)展、高度靈活的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各類應(yīng)用無需再單獨(dú)建設(shè)和維護(hù)獨(dú)立的通信和感知網(wǎng)絡(luò)，從而降低了運(yùn)維成本，提高了網(wǎng)絡(luò)的整體智能水平與應(yīng)用能力。（三）人工智能驅(qū)動(dòng)隨著人工智能從AlphaGo到ChatGPT應(yīng)用的飛躍，人工智能也將為5G毫米波專頻專網(wǎng)的智能化提升提供更多可能性，使其更好服務(wù)工業(yè)場景實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)需求。同時(shí)，隨著邊緣計(jì)算能力的增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)資源能夠得到更高效地配置，業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量顯著提升，以AI為中心的智能化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)受到廣泛關(guān)注，具體體現(xiàn)為以下兩個(gè)主要方向。一是將生成式大語言模型（LargeLanguageModels，簡稱andComputing，簡稱C&C）資源的高效利用。NetGPT（NetworkGenerativePre-trainedTransformer）能夠根據(jù)計(jì)算能力在邊緣和云端有效協(xié)同、編排適當(dāng)?shù)腖LMs。邊緣LLMs可以高效利用基于位置的信息進(jìn)行個(gè)性化提示，從而有益于與云端LLMs的互動(dòng)，二是利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DeepNeuralNetworks，簡稱DNN）和強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，能夠?qū)崟r(shí)分析網(wǎng)絡(luò)中的各種參數(shù)，包括用戶分布、設(shè)備狀態(tài)、信道條件等，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)度毫米波頻譜資源。人工智能驅(qū)動(dòng)的無線資源管理算法可以動(dòng)態(tài)調(diào)整波束賦形、載波聚合、功率分配等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)按需分配和自適應(yīng)優(yōu)化，極大提高頻譜利用效率和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量。通過學(xué)習(xí)環(huán)境和用戶行為，5G毫米波專頻專網(wǎng)能夠針對不同的應(yīng)用場景（如工業(yè)園區(qū)、港口碼頭等）進(jìn)行毫米波頻率的靈活配置，克服毫米波信號(hào)傳播損耗大、穿透性差的弱點(diǎn)，確保在多種環(huán)境下都能提供合適的無線覆蓋和通信容量。（四）組網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新5G毫米波專頻專網(wǎng)的架構(gòu)創(chuàng)新旨在通過簡化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、優(yōu)化調(diào)度策略、智能運(yùn)維和多系統(tǒng)融合等方法，滿足低時(shí)延、高可靠的工廠場景應(yīng)用需求，同時(shí)降低運(yùn)維復(fù)雜度，提升整體系統(tǒng)的智能化水平和業(yè)務(wù)融合能力，幫助工業(yè)企業(yè)降低專頻專網(wǎng)的應(yīng)用門檻并快速實(shí)現(xiàn)設(shè)備的部署及應(yīng)用。一是通過引入諸如簡化架構(gòu)、協(xié)議棧優(yōu)化等網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)和干擾抑制技術(shù)、抗多徑衰落技術(shù)等信道優(yōu)化技術(shù)，滿足系統(tǒng)低時(shí)延、高可靠的要求。5G毫米波專頻專網(wǎng)采用扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，減少網(wǎng)絡(luò)層級(jí)，縮短數(shù)據(jù)傳輸路徑，有效降低端到端時(shí)延。通過引入邊緣計(jì)算技術(shù)，將部分計(jì)算和存儲(chǔ)資源下沉至網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，使得數(shù)據(jù)處理更接近用戶端，進(jìn)一步減少時(shí)延。此外，優(yōu)化的網(wǎng)也是降低時(shí)延的重要手段。在5G毫米波專頻專網(wǎng)設(shè)計(jì)中，采用先進(jìn)的干擾抑制技術(shù)和抗多徑衰落技術(shù)，增強(qiáng)毫米波信號(hào)的傳輸穩(wěn)定性和可靠性。二是通過優(yōu)化的調(diào)度策略實(shí)現(xiàn)從“盡力而為”到確定性QoS保證，因而可以確保適應(yīng)瞬息萬變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。傳統(tǒng)的盡力而為（BestEffort）調(diào)度策略難以滿足專網(wǎng)中關(guān)鍵業(yè)務(wù)對QoS的嚴(yán)格要求。5G毫米波專頻專網(wǎng)引入了確定性QoS保障機(jī)制，通過精細(xì)化的資源管理和動(dòng)態(tài)優(yōu)先級(jí)調(diào)度，確保關(guān)鍵業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的傳輸?shù)玫絻?yōu)先處理和足夠帶寬保障。為關(guān)鍵業(yè)務(wù)預(yù)先分配專用的網(wǎng)絡(luò)資源（如帶寬、計(jì)算資源等確保在多種網(wǎng)絡(luò)負(fù)載條件下都能得到穩(wěn)定的資源供給?；跇I(yè)務(wù)類型和實(shí)時(shí)需求設(shè)定不同業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)，高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)在資源爭搶時(shí)優(yōu)先得到服務(wù)。實(shí)時(shí)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和業(yè)務(wù)需求，動(dòng)態(tài)調(diào)整資源分配和調(diào)度策略，以適應(yīng)瞬息萬變的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。三是通過智能運(yùn)維和免配置一柜式交付降低5G毫米波專頻專網(wǎng)的使用門檻，提升運(yùn)維效率，實(shí)現(xiàn)即插即用和自動(dòng)化運(yùn)維。許多企業(yè)沒有配備專門的無線運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，缺乏運(yùn)維無線網(wǎng)絡(luò)的技能，這就需要專頻專網(wǎng)服務(wù)商在使用側(cè)提供智能運(yùn)維功能，降低企業(yè)使用門檻和運(yùn)維成本。采用AI技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能化運(yùn)維，提高運(yùn)維效率。通過網(wǎng)絡(luò)參數(shù)預(yù)配置，實(shí)現(xiàn)即插即用，無需人工進(jìn)行復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)配置。通過網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和自組織功能，新設(shè)備能快速融入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，簡化擴(kuò)容和升級(jí)過程。通過一體化、模塊化的硬件架構(gòu)，如一體化基站、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)等，實(shí)現(xiàn)所有必要設(shè)備在一個(gè)機(jī)柜內(nèi)集成，從而大大簡化現(xiàn)場安裝部署過程，降低空間占用和布線復(fù)雜度。四是通過融合通信技術(shù)、通用化接口設(shè)計(jì)和一體化管理平臺(tái)幫助實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)無縫對接與融合，確?？缦到y(tǒng)的數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作。在組網(wǎng)架構(gòu)上，通過結(jié)合毫米波蜂窩移動(dòng)通信與無線局域網(wǎng)的融合通信技術(shù)（HyFi-m）復(fù)用寬帶射頻模組與天線，利用進(jìn)行中頻射頻濾波和基帶的自適應(yīng)選擇，實(shí)現(xiàn)5G毫米波的融合通信。設(shè)計(jì)通用的接口標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議棧，確保不同廠家、不同類型的設(shè)備（如攝像頭、傳感器等）能夠便捷地接入專網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的互聯(lián)互通。通過一體化的網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)管理平臺(tái)，對多系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控、配置和管理，實(shí)現(xiàn)資源的集中調(diào)度和業(yè)務(wù)的靈活編排。通過API或消息總線實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)聯(lián)動(dòng)，如基于視頻分析的智能告警能夠觸發(fā)毫米波網(wǎng)絡(luò)的定向數(shù)據(jù)采集，或基于聲光電系統(tǒng)的狀態(tài)變化能夠觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)跨系統(tǒng)的協(xié)同工作。三、5G毫米波專頻專網(wǎng)簡介（一）5G毫米波技術(shù)優(yōu)勢與5G中低頻段相比，5G毫米波頻段具備超大帶寬、極低時(shí)延、易與波束賦形技術(shù)結(jié)合、高度集成、能夠?qū)崿F(xiàn)高精度定位與感知等技術(shù)優(yōu)勢，這些優(yōu)勢使得毫米波技術(shù)能夠較好應(yīng)用于越來越多的工業(yè)智能化場景需求，為各行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)提供有力支撐。優(yōu)勢1：毫米波帶寬大、頻譜資源豐富。與5G的Sub-6GHz頻段（FR1）相比，毫米波頻段擁有更為豐富的頻譜資源，這一點(diǎn)在下圖3-1中得以清晰展現(xiàn)。毫米波的優(yōu)勢使得5G網(wǎng)絡(luò)具備提供千兆連接的能力，也是進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的重要途徑。由于擁有充裕的頻譜資源，毫米波網(wǎng)絡(luò)能夠輕松實(shí)現(xiàn)Gbps級(jí)別的峰值吞吐率，為實(shí)現(xiàn)更高速、更穩(wěn)定的通信提供了堅(jiān)實(shí)保障。在密集攝像頭的高清視頻回傳和工業(yè)相機(jī)質(zhì)檢場景的圖片回傳等大容量場景中，對大帶寬的無線傳輸能力有著極高的需求。在這種情況下，毫米波成為最佳選擇。毫米波技術(shù)特性使其能夠在高容量、高速度的數(shù)據(jù)傳輸場景下表現(xiàn)出色，為滿足現(xiàn)代無線通信的需求提供了有力支持。優(yōu)勢2：可實(shí)現(xiàn)確定性低時(shí)延，滿足工業(yè)控制短時(shí)延場景需求。5G網(wǎng)絡(luò)的空口時(shí)隙長度越短，意味著在物理層上的時(shí)延就越小，毫米波網(wǎng)絡(luò)的空口時(shí)隙長度最小可達(dá)0.125ms，僅為目前主流低頻5G網(wǎng)絡(luò)的1/4，具備獨(dú)特優(yōu)勢。如果采用短時(shí)隙（minislot）調(diào)度，空口時(shí)延甚至?xí)。@使得毫米波系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)極低時(shí)延，從而滿足工業(yè)控制等對確定性低時(shí)延場景需求嚴(yán)苛的應(yīng)用場景。因此，毫米波系統(tǒng)在空口時(shí)延方面比低頻5G系統(tǒng)顯著降低，為滿足5G空口時(shí)延小于1ms的要優(yōu)勢3：毫米波易與波束賦形技術(shù)結(jié)合。毫米波的高頻特性和較短波長為其在設(shè)計(jì)和部署上帶來空間布局的優(yōu)勢，特別是與波束賦形技術(shù)的結(jié)合更為便利。這種結(jié)合增強(qiáng)了信號(hào)的覆蓋范圍，同時(shí)減少了干擾現(xiàn)象。即便在單根天線的功率不高時(shí)，波束賦形技術(shù)也能確保傳輸高質(zhì)量的信號(hào)，從而增強(qiáng)了整個(gè)通信系統(tǒng)的表現(xiàn)。毫米波較短的波長還允許在同樣大小的空間內(nèi)集成更多的天線陣元，這意味著無論是上傳還是下載，信號(hào)都能夠獲得顯著的波束賦形增益。因此，毫米波技術(shù)與波束賦形的結(jié)合不僅提升了通信系統(tǒng)的整體性能，還有效降低了對相鄰頻段的干擾，為關(guān)鍵工業(yè)場景提供高速穩(wěn)定的無線連接。優(yōu)勢4：毫米波技術(shù)具有高度集成的特點(diǎn)。由于毫米波的波長相對于中低頻段要更短，因此相關(guān)元器件的尺寸也相應(yīng)地小得多。這使得毫米波設(shè)備更容易實(shí)現(xiàn)小型化和微型化。隨著毫米波技術(shù)的商業(yè)化和規(guī)?；?，相關(guān)元器件的成本將會(huì)大大降低。在專業(yè)設(shè)備、可穿戴設(shè)備、智能零部件等領(lǐng)域，5G毫米波技術(shù)的高集成度意味著其在工業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。高度集成的特性也使得毫米波基站具有重量輕、體積小、易安裝的優(yōu)勢，這有助于打造一個(gè)高效、綠色、易于部署的毫米波網(wǎng)絡(luò)，為工業(yè)不同的應(yīng)用場景提供了更加靈活和可靠的解決方案。優(yōu)勢5：毫米波有利于實(shí)現(xiàn)高精度定位。毫米波技術(shù)在高精度定位方面具有顯著優(yōu)勢，其波束窄、方向性好，因此具備極高的空間分辨力，這使得其特別適用于需要精準(zhǔn)定位的工業(yè)物流、因此可以實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)的定位精度。相比全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，毫米波定位在許多行業(yè)場景下具有更高的精度，而且速度更快。在智能制造等領(lǐng)域，高精度定位至關(guān)重要。特別是在衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)難以覆蓋或信號(hào)較弱的室內(nèi)環(huán)境中，毫米波技術(shù)的高精度定位有著更突出的優(yōu)勢。例如，在物料的自動(dòng)運(yùn)輸過程中，毫米波技術(shù)可以精確地定位物料的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的物料搬運(yùn)和配剪裁等精密機(jī)械操作，以及產(chǎn)品的自動(dòng)檢測和封裝等過程中，都需要高精度的定位。此外，在工業(yè)控制、物流運(yùn)輸、大型園區(qū)等應(yīng)用場景中，毫米波可以提供快速高精度的定位服務(wù)，為各種應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。優(yōu)勢6：感知精度更高，是通感算一體的首選，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用。毫米波技術(shù)在感知精度方面展現(xiàn)出了卓越的性能，能支持多種應(yīng)用和服務(wù)，成為通感算一體的首選。感知精度受帶寬、感知時(shí)間和陣子個(gè)數(shù)等因素影響，而毫米波具有大帶寬、更短的OFDM符號(hào)和更小的波長，這使得其能夠集成更多的陣子數(shù)。此外，專頻專網(wǎng)技術(shù)可以靈活設(shè)置感知和通信的資源，進(jìn)一步提高了感知精度。相比公網(wǎng)中低頻技術(shù)，毫米波技術(shù)具有更高的感知精度，可以滿足軌跡跟蹤等高精度業(yè)務(wù)需求。這種優(yōu)勢使得毫米波技術(shù)在感知和通信一體化應(yīng)用中具有巨大的潛力，并可以實(shí)現(xiàn)多種功能的高效利用。Sub-6GHz探測距離公里級(jí)+公里級(jí)以無人機(jī)為典型目標(biāo)，相距離精度厘米級(jí)小于1m無人機(jī)，低頻無距離分辨率厘米級(jí)速度精度m/scm/s速度監(jiān)測精度速度分辨率m/scm/s可通過速度區(qū)分不同物體最大檢測速度幾十km/h幾百km/h可跟蹤的目標(biāo)物體最大移動(dòng)速度微多普勒特征不支持用于識(shí)別物體局部特征，如無人機(jī)旋翼角度精度0.1°以相同物理口徑為參考角度分辨率5-10°以相同物理口徑為參考微小位移監(jiān)測精度厘米級(jí)毫米波可用于建筑、山體等微動(dòng)監(jiān)測當(dāng)然，毫米波的技術(shù)體系和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展相比其他成熟無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還處于相對早期階段。雖然國內(nèi)外已有部分行業(yè)領(lǐng)域開始探索毫米波應(yīng)用，但整體上支持毫米波的終端設(shè)備種類和數(shù)量相對有限，尤其是行業(yè)定制化終端，這也限制了專網(wǎng)應(yīng)用的多樣化發(fā)展。毫米波所需應(yīng)用的天線和射頻組件相比Sub-6GHz頻段更為復(fù)雜，導(dǎo)致5G毫米波終端的成本較高。在某些關(guān)鍵組件如射頻前端模組、高性能芯片等的供應(yīng)上，也還存在產(chǎn)能和技術(shù)成熟度的瓶頸，影響了大規(guī)模商用部署的進(jìn)展。（二）5G專網(wǎng)模式對比5G專網(wǎng)包括虛擬專網(wǎng)（公網(wǎng)切片）、獨(dú)立專網(wǎng)兩種各具特點(diǎn)的建設(shè)模式：公網(wǎng)切片方案以現(xiàn)有5G公網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過切片方式實(shí)現(xiàn)客戶的業(yè)務(wù)承載，為不同行業(yè)和應(yīng)用場景創(chuàng)建隔離、定制化的邏輯網(wǎng)絡(luò)。公網(wǎng)切片允許多個(gè)租戶共享物理網(wǎng)絡(luò)資源，按需分配，提高了網(wǎng)絡(luò)資源利用率，降低了企業(yè)進(jìn)入門檻。目前，5G毫米波公網(wǎng)切片方案主要應(yīng)用在熱點(diǎn)和固定無線接入（FixedWirelessAccess，簡稱FWA）兩個(gè)場景。其中，熱點(diǎn)主要針對高容量區(qū)域包括室內(nèi)熱點(diǎn)和室外熱點(diǎn)，F(xiàn)WA則針對最后一公里的家庭寬帶和樓宇寬帶。然而，企業(yè)依賴運(yùn)營商在ToC的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行資源切片，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)維也依賴運(yùn)營商，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)功能特性也依賴于運(yùn)營商采購的設(shè)備版本，故障或者告警的處理即時(shí)性有時(shí)得不到充分保證。獨(dú)立專網(wǎng)模式采用獨(dú)立于公網(wǎng)的頻段，毫米波專頻專用，頻譜資源有保障，完全獨(dú)立于公網(wǎng)。所有5G網(wǎng)元及配套傳輸、網(wǎng)管等均為企業(yè)獨(dú)立建設(shè)。5G控制面和用戶面全部下沉到企業(yè)內(nèi)部，專網(wǎng)專用?；谶@種模式，實(shí)現(xiàn)5G毫米波專頻專網(wǎng)端到端可管可控，可以針對企業(yè)內(nèi)各種不同場景的需求，實(shí)現(xiàn)定制化的優(yōu)化適配，構(gòu)建冗余可靠架構(gòu)，保證工業(yè)級(jí)確定性嚴(yán)苛要求。企業(yè)使用專用頻率建設(shè)無線專網(wǎng)，這張網(wǎng)可真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)的數(shù)據(jù)安全和獨(dú)立專用。在高價(jià)值場景中使用專用頻段，可以避免與公眾業(yè)務(wù)間的干擾，確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。另外，從管理運(yùn)維角度，這種模式也能更好地將5G融入到現(xiàn)有工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，更好地支持5G的網(wǎng)管及運(yùn)維需求。對比維度虛擬專網(wǎng)專頻專網(wǎng)企業(yè)專享共享網(wǎng)絡(luò)的切片專用5G核心網(wǎng)專用無線和承載網(wǎng)絡(luò)建設(shè)模式虛擬專網(wǎng)以運(yùn)營商5G公網(wǎng)為基礎(chǔ)，以切片方載，結(jié)合客戶需求，通過現(xiàn)有虛擬專網(wǎng)連接至企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心獨(dú)立專網(wǎng)與運(yùn)營商5G公網(wǎng)完全隔離，采用輕量化的獨(dú)立核心網(wǎng)，結(jié)合UPF及無線基站實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)獨(dú)立組網(wǎng)性設(shè)備資產(chǎn)和運(yùn)營相對依賴運(yùn)營商設(shè)備資產(chǎn)屬于企業(yè)，有更強(qiáng)的自主性整體成本大功率宏站覆蓋，按流量收費(fèi)，成本高中小功率頭端覆蓋，整體成本低（三）5G專頻專網(wǎng)安全性由于虛擬專網(wǎng)和專頻專網(wǎng)的組網(wǎng)方式存在差異，專頻專網(wǎng)在安全上相比虛擬專網(wǎng)有更多優(yōu)勢，為工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及安全敏感數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)通訊，提供更進(jìn)一步的安全保障。5G毫米波專頻專網(wǎng)采用專用無線頻段，實(shí)現(xiàn)了與公共網(wǎng)絡(luò)的無線頻譜分離，從而有效杜絕了來自公共網(wǎng)絡(luò)的無線信號(hào)干擾。毫米波設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)更小的尺寸和形態(tài)，它們可以被靈活地部署在關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)，從而為關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供高度定制化和安全的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。5G毫米波專頻專網(wǎng)因其使用的高頻段頻譜，波束較窄，旁瓣更低，減少了信號(hào)泄露的風(fēng)險(xiǎn)，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的空間隔離度，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?G毫米波專頻專網(wǎng)可以通過波束賦形技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定向的信號(hào)覆蓋，這意味著信號(hào)可以被嚴(yán)格控制在特定區(qū)域內(nèi)，進(jìn)一步降低未授權(quán)訪問的風(fēng)險(xiǎn)。5G毫米波專頻專網(wǎng)的核心網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵組件被統(tǒng)一安置在專屬網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)，這種部署策略規(guī)避了云數(shù)據(jù)中心在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切片時(shí)可能出現(xiàn)的隔離安全風(fēng)險(xiǎn)。對比維度虛擬專網(wǎng)專頻專網(wǎng)到無線干擾了來自公網(wǎng)的無線干擾數(shù)據(jù)安全在泄露風(fēng)險(xiǎn)基站和核心網(wǎng)設(shè)備獨(dú)立部傳輸安全公網(wǎng)傳輸環(huán)節(jié)涉及部對較高傳輸全部局限于環(huán)境相對風(fēng)險(xiǎn)稍低云化安全核心網(wǎng)部署于公網(wǎng)云應(yīng)用或各網(wǎng)絡(luò)切片間的隔離風(fēng)險(xiǎn)核心網(wǎng)各功能模塊集中部署于專網(wǎng)域內(nèi)的通用服務(wù)切片隔離風(fēng)險(xiǎn)四、基于毫米波的垂直行業(yè)應(yīng)用隨著數(shù)字化建設(shè)不斷深入，許多垂直行業(yè)場景對無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境提出更高的要求。這些要求包括更高的數(shù)據(jù)傳輸速率、更低的網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、更高的可靠性和安全性、更靈活的網(wǎng)絡(luò)配置以及對通信感知的融合支持。這些需求推動(dòng)了5G技術(shù)的發(fā)展，尤其是毫米波專頻專網(wǎng)的試點(diǎn)部署，以滿足智能制造領(lǐng)域?qū)o線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的高標(biāo)準(zhǔn)需求。一是高度自動(dòng)化與智能化的生產(chǎn)作業(yè)流程需要海量數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸交互，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)地控制和響應(yīng)，對于大帶寬提出了新需求。二是寬廣的工作區(qū)域使得設(shè)備無人化作業(yè)逐漸普及，這也對設(shè)備遠(yuǎn)程操控提出更嚴(yán)格的確定性與低時(shí)延需求。三是數(shù)量龐大的智能設(shè)備和資產(chǎn)需要跟蹤追溯和安全運(yùn)維，這也對高精度的融合感知和快速定位提出了新的需求。其中以制造、港口、風(fēng)電、電網(wǎng)和礦山為代表的5大典型行業(yè)，對于無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、實(shí)時(shí)性、確定性、融合感知定位等需求最為迫切，也是毫米波技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵領(lǐng)域。5G毫米波專頻專網(wǎng)在技術(shù)方面具備大帶寬、低時(shí)延、高可靠、低功耗、高精度定位、高精度感知6大技術(shù)特性，能夠?yàn)樯鲜?大行業(yè)提供更好的通信、感知、定位多維度網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。依據(jù)行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)與細(xì)分復(fù)雜場景需求，本章節(jié)梳理出5大行業(yè)中25個(gè)典型業(yè)務(wù)場景與解決方案，具體分類描述如表4-1所示，并將在各行業(yè)應(yīng)用小節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)闡釋：（一）制造行業(yè)隨著智慧工廠的快速發(fā)展，對實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理和精確位置跟蹤的需求日益增加，目前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在上行寬帶能力、確定性服務(wù)質(zhì)量保障能力以及定位精度方面還無法充分滿足工業(yè)場景的這些高性能需求，無法確保操作的安全性和可靠性。5G毫米波專頻專網(wǎng)引入了新的技術(shù)及架構(gòu)，提供了遠(yuǎn)超傳統(tǒng)技術(shù)的上行帶寬和極低的時(shí)延，這些特性使得毫米波技術(shù)成為智慧工廠轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一。同時(shí)，毫米波技術(shù)的通感算一體化特性，不僅能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的高速通信，還能進(jìn)行精確的快速定位和環(huán)境感知，從而提高智能制造環(huán)境中的自動(dòng)化和安全水平。智慧工廠的建設(shè)是一項(xiàng)跨越頂層規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)、施工建設(shè)至運(yùn)營管理的系統(tǒng)性工程。這一過程集成物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，強(qiáng)調(diào)設(shè)備智能化和生產(chǎn)自動(dòng)化。毫米波技術(shù)的特性能幫助傳統(tǒng)工廠加速向智慧工廠轉(zhuǎn)型，使得工廠實(shí)現(xiàn)設(shè)備的高速互聯(lián)、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析以及流程的優(yōu)化改善，從而提高效率，降低成本，并增強(qiáng)整個(gè)生產(chǎn)環(huán)境的靈活性和響應(yīng)能力。毫米波的通感算一體化特性，可以實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域內(nèi)人員實(shí)時(shí)定位及智能告警。毫米波的高感知精度和低時(shí)延特性，可以實(shí)現(xiàn)無人裝備在物流環(huán)節(jié)的高精度協(xié)同作業(yè)。毫米波的大上行帶寬特性，可以更好地實(shí)現(xiàn)無人化巡檢和AR遠(yuǎn)程運(yùn)維，并支持高清實(shí)時(shí)視頻和語音數(shù)據(jù)的交互。智慧工廠的典型應(yīng)用，以汽車行業(yè)為例，包括汽車沖壓車間的設(shè)備高頻多維數(shù)據(jù)無線采集，焊裝車間的云PLC協(xié)同控制作業(yè)，涂裝車間的基于機(jī)器視覺的實(shí)時(shí)漆面質(zhì)檢，總裝車間總裝線的XR遠(yuǎn)程協(xié)助，以及倉儲(chǔ)區(qū)域的視覺SLAM智能物流機(jī)器人應(yīng)用等。許多制造企業(yè)更加注重網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇_定性，即對帶寬、時(shí)延、丟包等指標(biāo)提出了更高的要求，如企業(yè)要求遠(yuǎn)程PLC的控制指令延時(shí)為5ms，那網(wǎng)絡(luò)需要確保99.999%的情況下時(shí)延都在5ms以內(nèi)，而不是一段時(shí)間內(nèi)的所有包平均時(shí)延。以造紙行業(yè)為例，包括制漿造紙車間的設(shè)備高頻多維數(shù)據(jù)無線采集，原料車間的無人起重機(jī)與重載AGV協(xié)同控制作業(yè)，造紙車間紙機(jī)XR遠(yuǎn)程協(xié)助，廠內(nèi)物流車定位識(shí)別與數(shù)字導(dǎo)航應(yīng)用。表4-2智慧工廠應(yīng)用5G毫米波專頻專網(wǎng)的業(yè)務(wù)場景和網(wǎng)絡(luò)需求典型場景場景描述上行速率云PLC協(xié)同控制作業(yè)云網(wǎng)融合和邊云協(xié)同的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟PLC程序在遠(yuǎn)程運(yùn)行，基于低時(shí)一般大于100Kbps幾毫秒設(shè)備控制。視覺SLAM智能物流機(jī)視覺SLAM獲取的大量3D圖形數(shù)據(jù)產(chǎn)生實(shí)時(shí)三維環(huán)境信息及物流機(jī)器人位置姿態(tài)信息可能需要通過大帶寬可靠無線網(wǎng)絡(luò)即時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控性和實(shí)時(shí)性。一般大于40Mbps幾十實(shí)）遠(yuǎn)程協(xié)助XR技術(shù)涉及傳輸大量的3D圖形數(shù)據(jù)、高分辨率視頻流以及實(shí)時(shí)交互信以支持無損的數(shù)據(jù)傳輸。通過低時(shí)延無線網(wǎng)絡(luò)將減輕頭顯設(shè)備的重量和復(fù)雜性。一般大于50Mbps幾十設(shè)備高頻多維數(shù)據(jù)無線針對工業(yè)現(xiàn)場的視頻大現(xiàn)多維傳感控制數(shù)據(jù)投大幫助遠(yuǎn)程監(jiān)控人員第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)備故障和生產(chǎn)停機(jī)風(fēng)險(xiǎn)。較高，100路并發(fā)一50Mbps幾十業(yè)質(zhì)檢在實(shí)時(shí)處理高清圖像或化產(chǎn)線上的質(zhì)量控制等，機(jī)器視覺系統(tǒng)產(chǎn)生的大足高分辨率圖像的實(shí)時(shí)傳輸需求。一般大于100Mbps幾十（二）港口行業(yè)近幾年，我國繼續(xù)加大了對港口設(shè)施的投資建設(shè)力度，港口基礎(chǔ)設(shè)施持續(xù)擴(kuò)大和完善，加快自動(dòng)化和無人化升級(jí)改造，進(jìn)一步提升港口的智能化水平。隨著自動(dòng)化碼頭、港口安全監(jiān)控與貨物管理無人化的快速發(fā)展，現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)無法很好滿足對大量高清視頻流的實(shí)時(shí)傳輸和設(shè)備低時(shí)延遠(yuǎn)程控制的日益增長的需求。通過建設(shè)毫米波專頻專網(wǎng)，可為無人集卡、自動(dòng)岸橋、自動(dòng)化軌道吊等場景提供多路高清視頻的實(shí)時(shí)傳輸，毫秒級(jí)的響應(yīng)速度，從而確保安全高效作業(yè)。尤其在岸橋作業(yè)區(qū)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)密集無人設(shè)備集中作業(yè)的情況，而毫米波專頻專網(wǎng)的大上行帶寬，極低時(shí)延和感知定位功能能夠很好地滿足熱點(diǎn)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)需求。港口的主要業(yè)務(wù)在岸橋、堆場和閘口三個(gè)不同區(qū)域中，其智能應(yīng)用場景也有所不同。岸橋區(qū)域長度往往有5-10公里，主要業(yè)務(wù)包括岸橋遠(yuǎn)控、視頻監(jiān)控和調(diào)度信息傳輸?shù)取６褕鰠^(qū)域是集主要業(yè)務(wù)包括龍門吊遠(yuǎn)控、智能理貨、無人集卡運(yùn)輸和視頻監(jiān)控等。閘口區(qū)域主要是室外場景或半室外場景，建筑高度通常為8-10米，主要業(yè)務(wù)包括貨物掃碼和拍照檢驗(yàn)等。在以上港口智能應(yīng)用場景中，大多對大帶寬、低時(shí)延、感知定位精度有很高的需求，而傳統(tǒng)通信技術(shù)往往存在網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)，在業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域又容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)瓶頸。5G毫米波專頻專網(wǎng)提供的超低時(shí)延和高帶寬特性，能夠滿足自動(dòng)化設(shè)備間快速、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)交換需求，大量高清視頻流的實(shí)時(shí)傳輸，實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)控、精準(zhǔn)定位與協(xié)同作業(yè)。表4-3港口碼頭應(yīng)用5G毫米波專頻專網(wǎng)的場景描述和網(wǎng)絡(luò)需求典型場景場景描述上行速率盲區(qū)覆蓋與熱點(diǎn)補(bǔ)傳港口區(qū)域通常包含許多復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，這些因素可能導(dǎo)致5G公網(wǎng)信號(hào)受到阻擋或衰減，30Mbps幾十形成無線通信盲區(qū)。在特定區(qū)域內(nèi)可以部署更多小基站解決傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)無法觸及的無線盲區(qū)問題。無人集卡調(diào)度與群控集成車載終端實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通信、高精度定位、物聯(lián)網(wǎng)及自動(dòng)駕駛技術(shù)，實(shí)現(xiàn)貨物從堆場到碼頭的無人化運(yùn)輸。無人集卡車群協(xié)同、安全性能提高以及與港口其他智能設(shè)備深度集成等方面對無人集卡的多維度應(yīng)用提出了更多的需求。40Mbps幾十岸橋龍門吊遠(yuǎn)程控制岸橋和龍門吊的遠(yuǎn)程控制，要求多路高清視頻遠(yuǎn)程傳輸至遠(yuǎn)端控制臺(tái)，控制命令需要保證40Mbps幾十港區(qū)低空無港區(qū)低空無人機(jī)應(yīng)用已百毫人機(jī)管控逐步普及，主要應(yīng)用在港口安保、船舶檢測、應(yīng)急救援、港口測量、環(huán)境監(jiān)測等場景中，在應(yīng)用過程中，需要保證大流量的視頻流和高精傳，同時(shí)避免無人機(jī)控制頻段無線電干擾，并對港區(qū)非授權(quán)無人機(jī)“黑飛”進(jìn)行管控。100Mbps秒覺智能理貨場景中，利用術(shù)，實(shí)現(xiàn)全方位視頻監(jiān)控和圖像識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對岸橋下關(guān)鍵作業(yè)信息的智能識(shí)別，主要包括作業(yè)箱號(hào)識(shí)別、拖車車頂號(hào)識(shí)別、ISO碼識(shí)別、作業(yè)狀態(tài)自動(dòng)確認(rèn)、異常作業(yè)處理情況記錄、存儲(chǔ)作業(yè)視頻錄像等。30Mbps百毫秒（三）風(fēng)電行業(yè)我國高度重視清潔能源發(fā)展，據(jù)國家能源局發(fā)布的2023年全國電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至去年12月底，國內(nèi)風(fēng)電裝機(jī)容量約4.4億千瓦，同比增長20.7%。[5]截至2024年，我國不僅是全球最大的風(fēng)電市場，也是增長最快的市場之一。我國新增風(fēng)電裝機(jī)容量將繼續(xù)占據(jù)全球市場比重的50%以上。[6]因風(fēng)力發(fā)電場大都位于相對偏遠(yuǎn)的地區(qū)，尤其近幾年大力發(fā)展的深海風(fēng)電，這些都對風(fēng)電場的設(shè)備組網(wǎng)、遠(yuǎn)程監(jiān)控以及無人化運(yùn)維在網(wǎng)絡(luò)的大帶寬和低延時(shí)方面提出了更高的要求，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還無法完全滿足?，F(xiàn)有的Sub-6GHz網(wǎng)絡(luò)雖然提供更廣的覆蓋和較好的穿透力，但在帶寬和數(shù)據(jù)傳輸速率上不能滿足風(fēng)電場的高速數(shù)據(jù)需求，尤其是對于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和高速數(shù)據(jù)采集，Sub-6GHz的性能還無法充分滿足這些高負(fù)載應(yīng)用，而5G毫米波專頻專網(wǎng)的出現(xiàn)為滿足以上需求提供了新的解決方案。5G毫米波專網(wǎng)提供的超高速率和低時(shí)延特性，使得高清視頻監(jiān)控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程故障診斷成為可能，極大提升了運(yùn)維效率，降低了人工巡檢成本與潛在風(fēng)險(xiǎn)。表4-4風(fēng)電場應(yīng)用5G毫米波專頻專網(wǎng)的場景描述和網(wǎng)絡(luò)需求典型場景場景描述上行速率風(fēng)場設(shè)備靈活組網(wǎng)覆蓋由于風(fēng)場通常位于偏遠(yuǎn)統(tǒng)的運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)往往覆運(yùn)維和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。一般大?0Mbps百毫秒基于無線感知的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件（如葉片）狀態(tài)監(jiān)測是一個(gè)重要應(yīng)現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的細(xì)微差監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行控制調(diào)整，提升機(jī)組可利用率。一般大于10Mbps百毫秒風(fēng)電場空域入侵監(jiān)測尖線速度快，一旦有風(fēng)空器意外闖入風(fēng)機(jī)的運(yùn)及地面人員構(gòu)成生命安全威脅。一般大于10Mbps幾十雷視融合數(shù)據(jù)高速采集風(fēng)電場的視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，對風(fēng)機(jī)、升壓站等關(guān)鍵設(shè)施的外時(shí)還需要對風(fēng)機(jī)細(xì)微的合氣象數(shù)據(jù)輔助分析風(fēng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)變化，一般大于50Mbps幾十整體運(yùn)維成本。智能化巡檢無人機(jī)攜帶各種傳感器和攝像頭對風(fēng)電場進(jìn)行及時(shí)發(fā)現(xiàn)并定位故障點(diǎn)。風(fēng)場升壓站配備了智能巡檢機(jī)器人可執(zhí)行自主巡檢任務(wù)，通過圖像識(shí)等方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)程評估和決策。一般大于50Mbps幾十（四）電力行業(yè)電力行業(yè)智能化業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，既有涉及電力控制域超低時(shí)延實(shí)時(shí)控制類業(yè)務(wù)，也有海量信息接入的采集類業(yè)務(wù)，還有視頻監(jiān)控、機(jī)器人及無人機(jī)巡檢等大視頻類業(yè)務(wù)，現(xiàn)有的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)還不能很好地支撐電力智能化業(yè)務(wù)快速發(fā)展。電力行業(yè)對通信技術(shù)的要求非常高，尤其在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信和高度自動(dòng)化控制系統(tǒng)方面?，F(xiàn)代電網(wǎng)需要支持從遠(yuǎn)程監(jiān)控到智能化巡檢的廣泛應(yīng)用，這些應(yīng)用通常需要大帶寬、低延遲和極高的網(wǎng)絡(luò)可靠性。電力通信網(wǎng)當(dāng)前較廣泛使用光纖接入，尤其適用于低時(shí)延、高速率、高可靠的場景，如源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同控制中的電力大用戶控制。但在特定應(yīng)用和環(huán)境條件下，如臨時(shí)建設(shè)區(qū)、地形復(fù)雜區(qū)域或快速部署需求場景中，光纖布線可能會(huì)面臨物理和成本挑戰(zhàn)。電力線載波通信PLC和NB-IoT技術(shù)通信速率較低，且可靠性不高，只在對速率及可靠性沒有過高要求的場景中使用。5G毫米波專頻專網(wǎng)既能提供低時(shí)延、大帶寬、高可靠的無線通信功能，又能提供高精度的感知定位功能，相對于光纖的物理布線，毫米波技術(shù)提供了更快速的部署能力。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中具有較好地推廣應(yīng)用前景。電力通信網(wǎng)包括電力骨干通信網(wǎng)和電力通信接入網(wǎng)，骨干通信網(wǎng)覆蓋35kV及以上廠站、各級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)及單位辦公場所，通信接入網(wǎng)分10kV電力通信接入網(wǎng)和0.4kV電力通信接入網(wǎng)。[7]表4-5電網(wǎng)應(yīng)用5G毫米波專頻專網(wǎng)的場景描述和網(wǎng)絡(luò)需求典型場景場景描述上行速率變電站智能變電站通過無人機(jī)、巡幾十化巡檢檢機(jī)器人等設(shè)備進(jìn)行智能化巡檢，大大提高巡這些智能化設(shè)備還可以搭載各種傳感器和檢測設(shè)備，對變電站的設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境溫度、濕度等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，為變電站的安全運(yùn)行提供更為全面的保障。一般大于40Mbps抗干擾無線由于變電站內(nèi)有大量的電力設(shè)備，如變壓器、斷路器、電抗器等在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生電磁噪聲，這些噪聲可能會(huì)跨網(wǎng)中低頻段。因此需要更多的頻譜資源，更強(qiáng)的隔離性，實(shí)現(xiàn)更好的抗電磁干擾性能。//配電網(wǎng)差動(dòng)根據(jù)差動(dòng)保護(hù)要求，保護(hù)裝置之間需實(shí)時(shí)快速一般大于幾毫秒通信，以前只有光纖能夠滿足這種高要求，但配電網(wǎng)存在光纜敷設(shè)困難和投資太高的問題，制約了該業(yè)務(wù)在配網(wǎng)側(cè)的差動(dòng)保護(hù)設(shè)備還需配置時(shí)鐘同步設(shè)備才能滿足精準(zhǔn)授時(shí)的需求，進(jìn)一步增加了業(yè)務(wù)建設(shè)的2Mbps智慧電力物在智能物資管理中，已逐步應(yīng)用AGV、機(jī)器人等自動(dòng)化