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1、中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書中國聯通研究院2023 年 6 月中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書版權聲明版權聲明本報告版權屬于中國聯合網絡通信有限公司研究院，并受法律保護。轉載、摘編或利用其他方式使用本報告文字或者觀點的，應注明“來源：中國聯通研究院”。違反上述聲明者，本院將追究其相關法律責任。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書目錄目錄一、汽車智造場景與業務需求.3（一）汽車智能制造業務需求.3（二）汽車智造業務的網絡需求.61.業務 KQI 與網絡 KPI 關聯.62.汽車智造的 5G 網絡指標需求.8二、面向汽車智造 5G-Advanced 關鍵技術

2、.11（一）URLLC 技術.111.5G URLLC 的關鍵技術.112.5G-A URLLC 增強技術.12（1）互補 TDD 技術.12（2）跨載波 HARQ 反饋和重傳.13（3）擴展 FDD 系統子載波間隔.14（二）高精定位技術.15（三）數采物聯/無源物聯技術.17（四）大上行技術.181.靈活幀結構.182.載波聚合.183.靈活頻譜接入與上下行解耦.194.分布式 Massive MIMO 增強.20（五）可靠性與業務確定性技術.201.鏈路級保障技術.202.設備級保障技術.223.運維級保障技術.25（六）5G 與工業融合技術.271.工業協議 over5G 演進.272

3、.5G 內生確定性.293.XSO 跨域協同技術.31三、汽車智造融合解決方案.34（一）概述.34（二）無線網解決方案.36中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書（三）核心網融合方案.37（四）智能運維解決方案.38四、中國聯通 5G-A 在汽車智造的實踐.39五、總結和展望.43中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-1-前 言在開啟全面建設社會主義現代化國家新征程中，抓住數字經濟發展契機，有力推進數字產業化和產業數字化，是推動高質量發展及全面建成社會主義現代化強國的關鍵環節。黨中央、國務院高度重視5G 和工業互聯網發展，習近平總書記多次作出重要指示，要求加快5G、工業互聯網等新型基礎設施建設，強

4、調 5G 與工業互聯網的融合將加速數字中國、智慧社會建設，加速中國新型工業化進程，為中國經濟發展注入新動能?！笆奈濉币巹澝鞔_提出構建基于 5G 的應用場景和產業生態，積極穩妥發展工業互聯網。工信部從 2019 年起相繼印發一系列文件，逐步推動“5G+工業互聯網”融合應用向縱深發展、由生產外圍輔助環節向核心控制環節深化拓展?！?G+工業互聯網”開始由亮點場景建設向體系化工廠、數字企業方向演進，進入產業深耕、賦能發展的新階段。汽車制造業是現代制造業的重要領域，在制造產業中占據重要地位，具有產業鏈長、覆蓋面廣、關聯產業多等特點，對國民經濟的帶動作用非常明顯。5G、工業互聯網、人工智能、無人駕駛、新

5、能源車等技術的興起，推動汽車產業向智能化、網聯化發展，促使從生產到服務環節的全鏈條變革，為汽車產業帶來新的發展機遇。為了實現“制造”向“智造”的轉變，5G 作為關鍵使能技術，通過賦能智能制造、智慧物流及智能運維大力提升制造環節的自動化、信息化水平。5G 專網已能夠滿足汽車生產大部分場景的需求，但仍無法滿足 PLC中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-2-南向 IO/閥島實時控制等超可靠低時延業務場景需求，5G 網絡還無法完全替代 PLC 南向工業總線，需要繼續推進 5G-Advanced 技術增強以滿足汽車智造柔性化生產需求。本白皮書通過業務場景需求分析，提出面向 5G-A 的一系列關鍵增強技術

6、，通過 URLLC、高精度定位、物聯、大上行、確定性等技術增強，為汽車制造提供一張更加高安全、低時延、高可靠的通信網絡解決方案，初步解決了 PLC 南向等工控設備“剪辮子”、柔性生產等行業難題，為將來拓展豐富 5G-A 技術在汽車制造及其他行業核心生產環節應用場景提供技術基礎。編寫組成員編寫組成員（排名不分先后）：中國聯通：李靜、張濤、韓瀟、馬艷君、趙明陽、董秋麗、劉英男、李福昌、趙興龍、荊雷、魏進武華為：包盛花、毛天羽、賴文燕、周凱、謝春生、曾正洋中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-3-一、汽車智造場景與業務需求一、汽車智造場景與業務需求（一）汽車智能制造業務需求（一）汽車智能制造業務需求汽

7、車制造是重型離散制造業中的典型代表，業務場景豐富、自動化水平高，典型通信業務包括：機器人 I/O、閥島、運動控制、基礎數據采集、涂膠/焊接表面機器視覺質檢、物料/人員定位和管理等。需求場景 1：I/O、機器人控制需求場景 1：I/O、機器人控制汽車制造工藝主要有沖壓、焊裝、涂裝、總裝，也就是俗稱的“四大工藝”。其中焊裝車間是汽車生產工序中自動化程度最高、機器人使用數量最多的車間，是生產環節上最具代表性的一環。車間產線上不僅包含了多個機器人協作，還需要轉臺、滑臺、柔性滑軌系統、車型識別系統、皮帶輥床等大量設備進行輔助，另外還可以通過六軸處工具端的切換實現柔性生產?，F有的焊裝車間的工業網絡采用“集

8、中管理、分散控制”的模式，一般采用工業以太網作為連接技術，PLC（機器人控制）和現場設備層設備（I/O）之間通過工業總線/工業以太網采用樹形/環形/總線型網絡拓撲結構進行連接，其中工業總線/工業以太網使用專用線纜，接頭使用專用快速連接接頭，以保證網絡通訊的穩定性和實時性。使用有線通信存在較大的局限性，一是限制了工業制造的靈活性、柔性和高效性，產線調整需要重新規劃和部署有線網絡，調整效率和靈活性均有很大限制；二是機器人機械臂的末端工業以太數據通信接中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-4-口在多任務切換場景中，由于需要與不同外掛 I/O 間頻繁插拔切換易造成通信接口磨損導致通信失??；三是機器人在重

9、復性大角度旋轉作業場景中，對工業以太數據線頻繁進行拉伸、旋轉加速線纜老化導致潛在斷線風險。經汽車行業專家估計，更換一條標準波紋軟管加上更換線纜后執行相關調試，整體過程平均需要 2 個小時。為解決上述問題，可采用 5G 將傳感器、機器臂等工業設備以無線方式接入工業以太網，通過減少產線有線束縛、減少產線人工干預，有效提升產線效率。當前焊裝車間 PLC 南向 I/O 和機器人控制業務無線化需求迫切，通過 5G 無線化機器人控制器 PLC 與其外掛 I/O間的通信，可以大大提高設備開工率，降低相關故障帶來的產能損失。PLC 與 I/O 之間每 4ms 發送狀態和控制信息，若 PLC 與 I/O 之間數

10、據傳輸錯誤，將會導致機器人停機，因而要求通信網絡的端到端數據傳輸時延抖動4ms，可靠性滿足 99.999%99.9999%。需求場景 2：數據采集與 AI 機器視覺需求場景 2：數據采集與 AI 機器視覺AI 機器視覺的應用是通過在生產現場部署工業相機或激光器掃描儀配合專家系統進行實時質檢。通過在機器人手臂上安裝多個高清相機并內嵌 5G 模組，實現工業相機或激光掃描儀網絡接入，實時拍攝的產品質量的高清圖像可通過網絡傳輸至部署在MEC上的專家系統，專家系統基于人工智能算法模型進行實時分析，對比系統中的規則或模型要求，判斷物料或產品是否合格，如劃痕等表面質檢、涂膠中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書

11、-5-質量檢測等，實現缺陷實時檢測與自動報警，并有效記錄瑕疵信息，為質量溯源提供數據基礎。同時，專家系統可進一步將數據聚合，上傳到企業質量檢測系統，根據周期數據流完成模型迭代，通過網絡實現模型的多生產線共享。數據傳輸速率根據機器人手臂上的相機數以及相機分辨率決定?；诘湫蛨鼍跋旅繖C器人手臂上安裝 6 個 5 百萬像素彩色相機，數據在本地經過 AI 預處理后，每機械臂上行速率需求約為 300Mbps，可靠性 99.999%。需求場景 3：定位管理需求場景 3：定位管理在汽車智造和其他智能制造場景下，定位主要應用于物料和資產盤點、設備追蹤和生產資源調度以及人員管理。人員管理相對復雜多樣，主要包含人

12、員權限管理：如電子圍欄、根據用戶位置定位結果觸發業務告警等；導航類業務：如人員實時位置分布查看，人員軌跡跟蹤、訪客位置追蹤等根據用戶位置進行援助、越界告警等，保障人員安全。不同場景對定位精度要求不同，如物料、設備追蹤約 1m3m 精度，人員定位管理需 0.5m 精度且需要滿足低功耗或無源需求。需求場景 4：物料與資產自動盤存需求場景 4：物料與資產自動盤存典型汽車制造行業物流總面積在 400,000600,000 平米之間，單個區塊(Block)18mx18m 范圍內有上千料箱。從車間的道口到地中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-6-面倉庫、翻包排序區、產線整個流程中的物料流轉都需要跟蹤和盤點

13、?；跓o源物聯技術，通過標識類連接，信息（例如身份標識）存儲在小尺寸、超低成本的標簽中，實現周期小時級別、面積（18mx18m）級別內的上千料箱的自動遠程快速盤存、庫位級別13m 的定位能力、以及全區域連續覆蓋的能力。表 1 典型應用場景的業務需求應用場景需求時延/抖動可靠性帶寬I/O、機器人控制抖動4ms99.999%小包AI 機器視覺99.999%300Mbps設備與人員定位管理秒級定位精度 0.53m物料資產自動盤存秒級定位精度 13m綜上，汽車智能制造具備工業領域業務最多樣、數據交互指標要求最高的生產場景，表 1 給出了典型應用場景的業務需求。要實現5G 與汽車智能制造深度融合，需要在

14、 5G 能力基礎上聚合 URLLC、高精定位、標識解析、大上行、確定性等技術能力。（二）汽車智造業務的網絡需求（二）汽車智造業務的網絡需求1.業務 KQI 與網絡 KPI 關聯1.業務 KQI 與網絡 KPI 關聯不同種類的工業終端在產線中承擔的角色各有不同，但都是生產環節中的一個重要的工業節點。以焊接車間和總裝車間為例，從業務中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-7-層面看，在整個產線的設計過程中，需主要關注通信服務可用性通信服務可用性、生產節拍生產節拍和安全安全三方面的應用 KQI 需求。其對應的 KPI 指標要求，如圖1 所示：圖 1 業務 KQI 和 KPI 指標對應關系從該實例中可以看

15、出，接收包間隔、平均時延和最大時延直接影響應用 KQI 指標。具體的：接收包間隔影響可用性：接收包間隔影響可用性：一般汽車制造場景應用更多的工業協議是周期性對發模式的 Profinet 協議，當對發過程中發生若干次（次數根據產線需求設置）漏包或誤包時，會導致宕機。且保證工業總線的看門狗盡可能地不宕機，即保證通信服務可用性通信服務可用性能夠滿足客戶需求才是 5G 能規模應用于汽車制造的最重要前提。因此 5G 網絡最基礎的指標是：接收包間隔接收包間隔抖動有界，且可靠性滿足客戶或者集成商的對網絡的通信服務可用性需求。平均時延影響生產節拍：平均時延影響生產節拍：一個工廠的生產節拍生產節拍直接決定了工廠

16、全年的產能能力，它不僅包含了若干個加工步驟的總加工耗時，還包含中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-8-了這若干個加工步驟切換過程中引入的網絡時延總耗時，即生產節拍對網絡的 KPI 指標對 5G 網絡的平均時延平均時延有需求。最大時延影響安全距離：安全最大時延影響安全距離：安全風險遍及生產的各個環節，安全是生產的基礎，幾乎所有生產環節都需要有功能安全應用，包括安全急停、安全光柵、激光掃描儀、安全門、速度監控、位置監控、安全馬達等。車間生產網絡 5G 化后，安全功能體現在 5G 網絡的最大時延會影響到安全應用的安全距離。2.汽車智造的 5G 網絡指標需求2.汽車智造的 5G 網絡指標需求在完整的汽

17、車制造產線上不僅會涉及前面提到的焊接車間與總裝車間，還會存在其他生產過程，從而引入更多的業務需求與網絡需求，其中最主要的三類業務場景如下：高可靠低時延業務高可靠低時延業務通信服務可用性對網絡的接收包間隔抖動有需求、生產節拍對網絡的平均時延有需求，安全距離對網絡的最大時延有需求。具體對這三個網絡 KPI 指標以及其可靠性要求，需要依據具體場景來定量計算，以長城精工的 5G-A 無線化工島場景為例，其 5G-A 網絡的 KPI 指標能力是：接收包間隔抖動:4ms99.999%。大上行業務大上行業務機器視覺在工業生產中應用廣泛，常用于遍布整個生產環節的四類業務應用：視覺引導與定位、模式有無識別檢測、

18、精準測量測距、產品外觀檢測等。隨著工業機器視覺應用越來越廣泛，被檢測對象越中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-9-來越復雜，機器視覺應用從傳統工業視覺向基于深度學習的 AI 工業視覺過渡。圖 2 機器視覺業務示意圖5G 的低時延、大帶寬等特性能夠滿足實時傳輸圖像數據及控制數據，實現圖像識別處理系統、設備控制系統、工業 AI 視覺云平臺和生產業務系統間數據高效傳遞。其中從圖像采集系統到圖像識別系統的數據傳輸是上行大帶寬的需求場景。為了保證檢測效率，需要在一定時間內進行多次高精度的拍照并將照片實時傳輸到識別管理系統。假設采用500萬像素的工業相機（2560*1920，黑白照片5M Bytes），檢

19、測速率每分鐘 50m。1mm 覆蓋約 50 個像素，則 1 張照片覆蓋約 50mm，則每秒需要采集約 20 張照片。如果采用質檢線路每邊 6 個 32bit 深度彩色相機，則上行帶寬約為 300Mbps上行帶寬約為 300Mbps。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-10-定位業務定位業務無線定位是工業的普遍剛需，主要包含如下場景：場景一：電子圍欄場景一：電子圍欄電子圍欄主要面向人員管控，實現敏感區域/危險區域的進入管控。相比傳統光學圍欄難以實現對于人員身份的區分化管控，精度要求主要源自人員身體大小，米級精度即可滿足業務需求米級精度即可滿足業務需求。通常采用卡片式終端予以定位。場景二：車輛調度

20、場景二：車輛調度車輛調度主要面向實現物流操作的自動化，實現叉車位置以及貨位的對應位置的自動化識別以及業務動作的匹配。通常要求叉車定位精度小于貨位間隔的一半，米級精度通?？蓾M足業務需求米級精度通?？蓾M足業務需求?？刹捎脤Ｓ枚ㄎ唤K端，也可使用車載 Pad 實現數傳/定位一體化，采用 Pad的場景下，電池續航能力可放寬。場景三：資產跟蹤場景三：資產跟蹤資產跟蹤包含物料運輸狀態自動變更、產線拉動物料輸送、資產精細盤點、生產過程記錄等典型場景?；诙ㄎ患夹g實現自動化資產跟蹤可以自動化物流效率提升、減少人力成本和人工誤差、提升查找物料盤點資產效率、生產過程數據上報，提升質量穩定。通常資產或物料部署堆放距離

21、較近，定位需達到亞米級精度定位需達到亞米級精度。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-11-二、面向汽車智造 5G-Advanced 關鍵技術二、面向汽車智造 5G-Advanced 關鍵技術（一）URLLC 技術（一）URLLC 技術1.5G URLLC 的關鍵技術1.5G URLLC 的關鍵技術面向行業應用中的低時延高可靠業務需求，5G 主要通過 URLLC技術進行增強，主要包括如下功能：端到端低時延技術：針對 URLLC 業務設計專用的高優先級的 5QI 指示來減少業務調度排隊時延，并支持 URLLC 用戶高 ARP 搶占優先級來保證資源擁塞時的優先接入等；端到端高可靠技術：通過 PDCP

22、 層的包復制增強以及核心網冗余傳輸的方式提升傳輸魯棒性；空口低時延增強技術：通過物理層的非時隙調度、配置授權調度、傳輸反饋增強以及 URLLC 與 eMBB 資源復用等技術，降低 5G 空口 RTT 時延；空口高可靠增強技術：通過物理層重復傳輸、調制與編碼方案增強等技術，提升 5G 空口的可靠性。隨著 5G 向工業生產的核心領域滲透，低時延高可靠業務的要求也隨之不斷提高，5G-A 相關技術需要進一步演進以滿足端到端 4ms極致時延要求。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-12-2.5G-A URLLC 增強技術2.5G-A URLLC 增強技術（1）互補 TDD 技術（1）互補 TDD 技術對

23、于 TDD 系統，幀結構的下行、上行時隙配比會引入空口等待時延，例如 DL：UL=8:2 或 7:3 等。當一個上行的數據包沒有在可調度的上行時隙到達時，則它必須等到下一個上行時隙才可以被傳輸，因此會增加 TDD 系統的端到端時延。針對這一問題，5G-A 提出互補 TDD 技術，其核心原理是通過配置互補 TDD 配比的兩個載波，構建類 FDD 空口 0 等待的極致時延能力。例如載波一的 DL：UL 配比為 7:3，載波二的 DL：UL 配比為 3:7，載波帶寬可根據業務需求配置。UE 以 2CC 載波聚合的模式工作，TTI 級自適應選擇主載波或輔載波進行數據傳輸（主載波為上行子幀時，輔載波則為

24、下行子幀），實現 TTI 級全雙工，達到最小化時延的目的。圖 3 互補 TDD 技術示意圖互補 TDD 的兩載波可以為 inter-band（頻段間）或 intra-band（頻段內）的載波。對于 intra-band 場景下，該技術在鄰頻的兩載波上采用不同的時隙配比，會導致相鄰載波在同一時刻進行收發，引入較強的載波間的收發自干擾，因此需要通過其他軟件或硬件技術來中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-13-消除收發間自干擾。軟件技術一般為自干擾消除算法，但實現復雜度和成本較高。硬件技術主要是引入具備高隔離度的收發器件，通過使用高增益、高隔離、小尺寸、低成本的天線，以滿足互補 TDD 收發隔離的要

25、求，是可行的解決自干擾的方案。（2）跨載波 HARQ 反饋和重傳（2）跨載波 HARQ 反饋和重傳等待ACK/NACK反饋以及數據包誤碼重傳是導致時延增加的關鍵影響因素。當一個載波需要進行 HARQ 反饋或數據包重傳且需要等待上行時隙時，可以通過跨載波傳輸技術在有上行時隙的另一個載波上進行傳輸。3GPP R17 已支持跨載波 HARQ 反饋技術，支持通過 DCI 調度和半靜態配置兩種方式選擇反饋 HARQ 的載波。對于互補 TDD 場景，通過跨載波 HARQ 反饋，可以實現 TTI 級的全雙工重傳調度從而最小化空口時延。圖 4 互補 TDD 的跨載波 HARQ對于跨載波的重傳，實現 TTI 級

26、的靈活重傳調度需要打破現有HARQ 進程管理的機制?；パa TDD 場景可以考慮跨載波重傳方案是互補 TDD 的兩個載波共享 16 個 HARQ 進程：支持 PUSCH 和PDSCH 數據的跨載波重傳，即相同 HARQ 進程號，UE 忽略小區 ID中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-14-的不同，PUSCH/PDSCH 數據通過其它載波重傳。（3）擴展 FDD 系統子載波間隔（3）擴展 FDD 系統子載波間隔FDD 系統的上下行可以同時收發，天然支持反饋和重傳的零等待，因此在 URLLC 低時延方面具有先天的技術優勢。在 FDD 頻譜方面，聯通和電信在 2.1GHz 頻段有 2x40MHz 的優

27、質頻譜資源，可以承載一定容量的 URLLC 業務。然而，現有的 5G FDD 頻段受限于 15kHz 的子載波間隔，其符號時間是 30kHz 的子載波間隔的 2倍，端到端時延只能達到6ms左右。如果將子載波間隔擴展到30kHz時，FDD 系統端到端時延可降低至 4ms。實現 5G FDD 系統 30kHz 子載波間隔的制約因素是現有的 5GFDD 網絡均采用 15kHz 子載波間隔，產業鏈未開發 30kHz 子載波間隔的產品。推動端到端產業鏈，基站設備、芯片終端支持 30kHz子載波間隔是實現 5G-A FDD 的超低時延能力的技術方向。圖 5 FDD 系統不同子載波間隔下的時延比較中國聯通

28、5G+汽車智造技術白皮書-15-（二）高精定位技術（二）高精定位技術當前 5G 定位技術主要包括 SRS 場強定位、UTDOA 定位等，室內定位精度約 13 米。SRS 場強定位包含三角定位和指紋定位兩種。場強定位由 UE發送上行 SRS 信號，根據多個 RRU 測量結果，基于三角定位或者SRS 指紋庫得到用戶位置。UTDOA 定位技術則是基于接收的 pRRU間 SRS 信號到達時延差 TDOA（Time Difference of Arrival）和已知的 RRU 位置計算 UE 位置。針對識別為 RedCap 的終端，在終端RRC_INACTIVE 態進行定位 SRS 信號及 PUSCH

29、小包數據 SDT（small data transmission）發送，讓終端該功能通過大部分時間處于休眠狀態的方式，滿足終端的低功耗需求。為進一步滿足行業應用定位技術需求，5G-A 定位技術主要向高精度、低時延、低功耗三個方向演進，通過利用豐富的 5G 頻譜增加帶寬，基于帶內載波PRS/SRS帶寬聚合來傳輸和接收定位參考信號，提高定位精度；利用 NR 載波相位測量，改善室內和室外部署性能的潛力，縮短定位延遲；基于 SDT 技術擴展和深化在 idle 和 Inactive狀態下的定位，降低終端功耗。載波聚合定位：載波聚合定位：通過載波帶寬聚合的方式提高定位精度，其定位的有效性很大程度上取決于接

30、收機是否能對不同載頻上的定位信號進行相干接收?？紤]到不同頻段上的定位信號難以實現信號之間的時中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-16-序對齊和相位連續，載波聚合定位當前只限于同一頻段內的載波聚合方式。載波相位定位：載波相位定位：NR 載波相位定位主要包括 UE-Based 和UE-Assisted 載波相位定位、上行載波相位定位和下行載波相位定位、利用在單載波頻率載波相位測量或多個載波頻率載波相位測量的定位以及載波相位定位與其他已標準化的定位方法的組合定位等。低功耗高精度定位：低功耗高精度定位：工業物聯網場景對低功耗、高精度定位要求。5G-A通過降低深睡電流、減少INACTIVE下的移動引起的

31、重新接入、通信與定位帶寬解耦、減少尋呼監聽、降低物聯網終端與網絡信令交互、減少狀態轉換等多種技術組合來降低終端功耗，從而實現在水平定位精度1m（90%），定位間隔/占空比為 15-30 秒的情況下，UE 電池壽命達到 6 個月-1 年，達到低功耗高精定位目標要求。RedCap UE 定位增強：RedCap UE 定位增強：目前 5G 標準雖然可支持 RedCap 終端定位，但并未評估 RedCap 終端能力對定位性能的影響，也沒有定義 RedCap UE 的定位性能指標。為此，5G-A 將完善 RedCap UE定位的相關內容，評估 RedCap 終端的定位性能，研究是否需要進一步增強 Red

32、Cap 定位功能以及基于 RedCap 的增強方法。Sidelink 定位：Sidelink 定位：研究 SL 定位參考信號，包括信號設計、資源分配、以及測量流程等，并實現基于 Sidelink 的定位業務呼叫流程，資源分配，測量上報以及位置解算。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-17-（三）數采物聯/無源物聯技術（三）數采物聯/無源物聯技術在汽車智造等工業互聯網場景下，數據采集、數據傳感和標識類連接等泛在物聯應用需求量大。面向中高速物聯場景，如視頻采集和數據上傳等業務，主要通過推進 NR Redcap 技術提供高速接入、高可靠性、低時延業務，實現多樣化、差異化的物聯場景下的 5G 網絡泛在

33、接入能力，滿足不同類型業務對網絡覆蓋、業務速率、可靠性、時延的差異化需求。面向中低速和標識類業務需求，5G-A 通過蜂窩網絡結合無源物聯技術實現低成本全場景物聯。針對低成本高效率全場景物聯，無源物聯分為兩大類基礎連接：標識類連接（資產標識識別）和微型傳感類連接（傳感數據輔助生產）。標識類連接的典型場景包括制造和物流行業的資產管理，將身份標識信息存儲在小尺寸、超低成本的標簽中，通過電磁反射進行信息傳輸；微型傳感類連接的典型場景包括能源電力的設備本體溫度監控以及畜牧業的動物溫度、運動傳感體征監測等，數據信息由低功耗的傳感器生成并通過物聯終端傳出。為了滿足無源、廣域覆蓋、業務多樣的需求，5G-A 采

34、用極簡空口設置支持超低成本免電池終端并通過對調制編碼和幀結構等優化提升覆蓋能力，在終端超低復雜度約束下支持蜂窩網絡部署以及連續覆蓋所需的鏈路預算，為蜂窩網絡開拓千億級連接物聯新空間打好基礎。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-18-（四）大上行技術（四）大上行技術目前，2B 業務對上行速率需求強烈，如在智能制造行業，8K 超高分辨率表面質檢上行需求 80Mbps，復合材料拼縫在線檢測上行需求 350Mbps，機身噴漆檢測上行需求 660Mbps。當前 5G 大網在上行速率方面難以滿足行業應用需求，3.5G 單載波 2.5ms 雙幀結構上行實測峰值速率 350Mbps，平均速率 250Mbps。

35、智享上行技術通過靈活幀結構、載波聚合、靈活頻譜接入與上下行解耦和分布式 MIMO 增強技術實現上行千兆網絡能力。1.靈活幀結構1.靈活幀結構靈活時隙讓時間智能化，可以基于上行業務需求和現網干擾情況進行靈活的時隙配置，實現上行速率靈活增強。在大上行應用場景，通過下上行時隙 2:3 配比的大上行幀結構，相對于常規時配比，增加了上行時隙比例，提升上行能力。技術原理如下圖所示：圖 6 大上行幀結構示意圖2.載波聚合2.載波聚合載波聚合是在頻域聚合更多頻譜資源實現上行容量的提升。載波聚合將載波捆綁實現上下行速率同時成倍提升。在 FR1 和 FR2 高低中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-19-頻混合網絡

36、中，可以采用 NR-DC/CA 技術充分利用中低頻的覆蓋優勢和高頻的大帶寬優勢，在 sub6GHz 可以通過 n1+n78+n78 下行3 載波，n1+n78/n78+n78 上行 2 載波提升上下行速率。如下圖所示：圖 7 載波聚合示意圖3.靈活頻譜接入與上下行解耦3.靈活頻譜接入與上下行解耦智能終端一般只支持兩個射頻鏈路，在 5G 頻譜使用機制中，上行載波的配置激活能力與并發傳輸能力是耦合的，即兩個射頻鏈路的用戶最多只能同時配置接入 2 個頻段。若需要利用其它頻譜資源只能通過半靜態小區重配置或小區切換等方式實現，網絡切換時延大的同時帶來網絡上行頻譜資源利用率低、用戶體驗差等問題。5G-A

37、靈活上行頻譜接入技術可以使終端動態靈活的使用更多上行頻譜資源，包括 TDD、FDD 和 SUL 頻段。具體的，通過配置、激活、傳輸能力解耦，使兩個射頻鏈路的用戶可以通過層 3 同時接入配置多于 2 個的頻段，然后網絡基于各頻段的業務量、TDD 幀配置和信道條件等條件在層 1 動態智選配置頻段的子集，并相應地切換用戶射頻鏈路進行傳輸。靈活頻譜接入技術一是能夠使用戶能夠獲得更中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-20-多的頻譜資源，大幅提升上行體驗速率；二是使系統有更多的上行頻段可供選擇和調度，能夠為用戶實時分配最佳的資源傳輸，如進行更加快速的負載均衡提升用戶的上行體驗速率、調度當前信道條件較好的頻

38、段給用戶以更好的適應信道條件、調度當前為上行時隙的 TDD頻段給用戶以更加有效的利用 TDD 上行時隙資源等。4.4.分布式 Massive MIMO 增強分布式 Massive MIMO 增強分布式 MIMO 增強可有效提升上行容量，通過 eMIMO 技術將工作在相同頻段上的射頻模塊所覆蓋的n個連續覆蓋的4T4R小區合并為一個 4nT4nR 的小區來消除小區邊界，在降低小區間干擾的同時可以通過 MU-MIMO 功能來提升系統的上下行容量和頻譜效率。圖 8 分布式 Massive MIMO 原理圖（五）可靠性與業務確定性技術（五）可靠性與業務確定性技術1.1.鏈路級保障技術鏈路級保障技術為實現

39、鏈路級高可靠通信，5G/5G-A 系統采用了原生雙發選收技術，該技術結合了 5G/5G-A 網絡和終端的配合，為業務提供了雙鏈路冗余通信路徑，從 UE（用戶設備）到 UPF（用戶面平面）之間中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-21-建立了兩條并行的通信鏈路，如下圖：圖 9 鏈路級保障技術示意圖這種雙發選收機制在通信過程中起到了關鍵作用。它可以消除單一鏈路空口干擾、抖動等影響因素，從而顯著提升通信的穩定性和可靠性。具體而言，當一個鏈路受到干擾或出現抖動時，另一個鏈路可以自動接管數據傳輸，保證通信的連續性和可靠性。雙發選收機制可采用三種實現方式：CPE 中的雙模組同時發：CPE 中的雙模組同時發：

40、這種方案中，CPE（Customer Premises Equipment，客戶端設備）內部搭載了兩個獨立的無線模組，可以同時從兩個不同的發射機發送數據。這樣，在接收端的基站設備可以通過算法選擇信號進行數據接收，以提升通信的可靠性和性能。終端連接雙發選收網關：終端連接雙發選收網關：在這種方案中，兩個終端設備通過連接到一個專門的雙發選收網中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-22-關。該網關負責接收來自終端獨立信號，然后，同時發送兩路信號進行進一步的傳輸和處理，從而提供更穩定可靠的通信服務。終端支持兩個會話同時發：終端支持兩個會話同時發：這種方案中，終端設備具備同時支持兩個會話（Session）的

41、能力。它可以通過同時使用兩個獨立的傳輸通道，將數據同時發送到網絡中。在接收端，基站設備可以接收并解碼這兩個會話，并根據算法選擇其中較好的一個進行數據處理和傳輸，以提供更可靠的通信連接。這三種雙發選收方案在不同的場景和應用中具有一定的適用性。它們都旨在通過利用雙鏈路冗余和選擇性接收，消除通信中的干擾、抖動等問題，從而提升通信的可靠性和穩定性。具體選擇哪種方案取決于系統架構、設備能力以及應用需求等因素。通過引入雙發選收技術，5G/5G-A 系統有效地提高了鏈路級通信的可靠性。無論是在面對突發信號干擾還是其他通信問題時，雙鏈路冗余通信路徑都能夠保障數據的準確傳輸，減少丟包和時延抖動，從而為各種業務提

42、供了穩定、可靠的通信環境。這對于支持關鍵應用場景，如汽車制造、港口、電網、醫療等，具有重要意義。2.設備級保障技術2.設備級保障技術在設備級提升網絡可靠性和業務確定性方面，基站和核心網的冗余快速倒換方案是至關重要的。根據實現的級別和功能，可以將這些方案分為三類：基礎可用性、高可用性和超高可用性中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-23-基礎可用性方案基礎可用性方案核心網用戶面采用 MEC（Multi-access Edge Computing）負荷分擔，控制面采用大網組 pool（池化）的方式。承載環形組網，通過環形路徑提供數據傳輸?；竞徒K端設備沒有冗余，因此需要人工干預來處理故障并恢復網絡。

43、高可用性方案：高可用性方案：在基礎可用性方案的基礎上進行增強，采用更多的冗余機制，這種方案可以實現分鐘級的自動倒換，減少故障影響并提高恢復速度。方案部署示意圖如下：圖 10 高可用性方案組網示意圖分布式 MIMO 部署中的冗余覆蓋和高可用性機制：旨在確保不同 RHUB 下的 PRRU 交叉冗余覆蓋，應對單點故障情況下的連續覆蓋需求。該機制通過冗余部署多個 PRRU，實現交叉覆蓋，并采用快速故障切換技術，實時檢測和切換受影響的 PRRU 或 PHUB，確保通信的連續性。此外，優化的路由和調度策略進一步提升系統的資源利用效率和容錯能力。這些機制共同為分布式 MIMO 系統提供了高中國聯通 5G+汽

44、車智造技術白皮書-24-可用性、可靠性和用戶體驗的保障?；緜炔捎谜緝汝P鍵單板冗余，例如 BBU（Baseband Unit）電源板、主控板、基帶板和射頻模塊的冗余。終端設備建議采用 1+1 備份，即備用設備能夠快速接管主設備的功能。超高可用性方案：超高可用性方案：在高可用性方案的基礎上進一步增強，實現系統級的雙網冗余和終端 1+1 備份。采用異頻雙網方案，利用多段覆蓋相近的頻譜來實現冗余。這種方案可以支持網絡斷開但業務不中斷，并實現秒級或秒級以下的故障恢復，部署示意圖如下：圖 11 超高可用性方案組網示意圖還可考慮支持同頻雙網技術，即在同一頻段內建立多個帶寬重疊的主備小區，通過靜態或動態分配

45、數傳頻譜資源，以實現網絡的實時冗余，同時減少資源開銷。通過采用這些冗余快速倒換方案，基站和核心網能夠在面臨故障或中斷時快速切換到備份設備或網絡，從而實現網絡的高可用性和快中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-25-速恢復能力，逐步逼近有線網絡秒級的響應速度。上述方案的選擇和實施將根據網絡要求、資源可用性和成本效益進行權衡和決策。3.運維級保障技術3.運維級保障技術基于前期網絡規劃可以獲得滿足網絡要求的開銷最低的網絡方案。但是由于受限于用戶位置、網絡環境以及網絡資源動態變化的影響，可能存在不滿足要求的用戶，這些用戶的業務SLA需要通過單域自治、跨域協同、網業協同共同保障。優先通過單域自治保障，單域

46、自治無法保障時才使用跨域協同和網業協同方案。單域自治成本低，時效性高，響應時間在TTI級?？缬騾f同響應時間在秒級。網業協同響應時間在分鐘級。SLA 智能調度中心檢測到網絡 SLA 存在風險時，進行跨域協同參數尋優，找到最優解則輸出優化建議，供網絡優化人員手動下發或系統自動下發，完成跨域協同。如果 SLA 智能調度中心無法找到最優解，則把監控到的用戶 SLA 狀態信息上報給上層系統，供上層系統進行閉環保障業務 SLA（網業協同是一種可供選擇的方案）。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-26-圖 12 運維級優化方案示意圖 單域自治單域自治單域自治部署在基站，主要包括 SLA 監控和無線智能 SL

47、A 算法部分。SLA 監控對基站內部的數據包分層 MAC、RLC、PDCP 打點，統計數據包在每層處理的時間以及在基站整個處理的時間，同時統計數據包滿足一定時延目標的可靠性指標。無線智能 SLA 算法根據SLA 目標和實時監控，判斷目標達成情況，如果目標沒有達成，則調整調度優先級或者 IBLER/MCS，以實現閉環目標?？缬騾f同跨域協同跨域協同接收上層系統業務轉譯后的網絡要求，實現 CN、TN、RAN 之間的跨域協同，盡力保障網絡 SLA 達成的同時成本較低?？缬騾f同系統綜合考慮 CN、TN、RAN 能力，在各域動態分配 SLA 目標，在某域無法達成時延可靠性目標時，通過調整其它域時延可靠性目

48、標，同時匹配對應的解決方案，通過各域相應地調整調度策略，以中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-27-達成 E2E 時延可靠性目標。SLA 智能調度中心基于各域上報的 KPI現狀以及各域不同方案的 SLA 保障能力，基于整體 E2E SLA 目標以及成本最優原則進行跨域指標分解和方案選擇。網業協同網業協同網業協同的目的是為了業務和網絡雙向調整編排，用適配的網絡高效滿足業務的需求。傳統的網絡設計和業務算法是相互獨立的。在網絡規劃時，一般基于區域業務容量要求，估算建網要求。在網絡方案設計時，一般基于業務的速率或者時延等 QoS 配置要求，對每類用戶都按照最大的指標要求進行盡力而為的目標保障，網絡基于

49、此目標選擇網絡算法、參數等進行調度，當網絡無法達成時，業務將受到影響無法正常運行。網業協同對于業務側算法，一般會基于網絡的情況考慮策略，如 TCP 協議的慢啟動、擁塞控制等機制，部分視頻流的清晰度自動調整算法等。業務側一般為了讓業務受網絡的影響少穩定性好一些，會采用慢升快降等辦法，即當檢測到丟包或者時延大時，業務快速減少包的發送，當質量好的時候慢慢地往上升。（六）5G 與工業融合技術（六）5G 與工業融合技術1.工業協議 over5G 演進1.工業協議 over5G 演進工業協議 over 5G 的演進過程，也是 5G 網絡和工業協議之間的理解逐步加深、傳輸效能逐步提升的過程，工業協議 ove

50、r 5G 的演進過程如圖所示。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-28-圖 13 工業協議 over 5G 演進過程示意圖在 5G 網絡部署初期，E2E 5G LAN 功能尚不具備，因此，5G 網絡需要新增隧道/網關設備、通過隧道封裝的方式，將二層工業協議的Ethernet 報文封裝為 IP 報文后，再在 5G 網絡傳輸；該方案雖不要求 5G 網絡支持 5G LAN，但帶來了如下負面影響負面影響：增加兩端的隧道/網關設備部署，增加硬件和配置維護成本；缺乏為獨立的隧道設備供電能力，限制應用場景；隧道封裝的方式增加了報文的大小，影響傳輸效率/系統容量；獨立的隧道設備也會增加故障點。因此，隧道封裝的

51、方式并不是工業協議 over 5G 的目標方式。為了有效應對隧道封裝方式帶來的負面影響，5G 網絡目標是 E2E 支持5G LAN 功能5G LAN 功能，即 5G 網絡采用 Ethernet 類型會話，支持二層工業協議在 5G 中傳輸，5G 網絡 E2E 類似二層交換機形態；該方案不需要新增隧道/網管設備部署，E2E 成本小、傳輸效率高。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-29-隨著工業協議 over 5G 部署的深入，會出現工控設備報文發送和5G 網絡之間的匹配效率問題，5G 網絡能夠承載工控設備的節點數量和部署規模受到嚴峻挑戰，需要向 5G 與工業互聯網跨域協同演進；另一方面，對于具有同

52、步需求的業務場景，需要向 5G TSN 融合演進。2.5G 內生確定性2.5G 內生確定性3GPP R16 引入了 5G TSC（時間敏感通信）技術，將 5GS 充當 TSN網絡的一個或多個虛擬或邏輯 TSN 網橋，集成在 TSN 系統中，其架構如圖 14 所示。該架構將 5G 內部系統作為 TSN 的一個網橋與對 TSN 網絡對接，最大限度減少對現有 5G 網絡內部機制的影響。5G 時間敏感通信技術主要增強的功能如下：5G 網絡和 TSN 網絡對接需要完成 TSN 網橋能力上報、配置信息下發以及 QoS 映射等功能。在UPF和UE側分別增加邏輯功能NW-TT及DS-TT以支持802.1協議族

53、，并完成 5GS 與 TSN 系統的協議轉換，支持 802.1Qbv定義的門控機制執行保持和轉發緩沖功能，實現確定性轉發時延。通過 TSN AF 適配 5GS 接口與 TSN 協議，實現與 TSN CNC 的CP 交互。引入參考定時信令 SIB9、RRC 信令為 UE 授時，實現更高精度的同步，授時精度可達到納秒級。根據 TSN 業務的特點，優化 5G 空口預配置資源分配，包括：中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-30-分配更小的預配置資源周期；可以同時配置和激活多套預配置資源。對以太網數據包進行頭壓縮，以增強空口傳輸效率，節省 5G網絡與 TSN 融合的空口開銷。圖 14 5GS TSN 融

54、合R17/R18 旨在推進 5G 內生確定性，支持在不依賴 TSN 網絡部署的情況下實現 5G 網絡內生確定性，其框架如圖 15 所示。5G 內生確定性主要增強的功能如下：新增網元 TSCTSF 管理 5G 系統內 TSN 相關模塊功能，并通過與外部 AF 適配，擴展 TSCAI 輔助 RAN 調度，實現跨域協同。進一步擴展時間同步能力，通過靈活配置同步主控，增強時間同步的靈活性。支持 UE-UE 的確定性通信，適配工業非 TSN 網絡，為外部提供時鐘源。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-31-支持時間同步能力開放增強、支持 TSN 的回傳網絡互通等功能。圖 15 5G 內生確定性對于已部署

55、 TSN 的汽車智造現場網絡對于已部署 TSN 的汽車智造現場網絡，5G 通過升級支持時間敏感通信并引入交互實體，作為 TSN 的網橋嵌入到 TSN 網絡中解決“無線化”需求；對于未部署 TSN 的的汽車智造現場網絡對于未部署 TSN 的的汽車智造現場網絡，5G 通過確定性內生能力，不依賴于 TSN 網絡，直接為行業客戶提供確定性服務。不論采用上述何種方式，5G 都需要通過 URLLC 增強等技術打造能力底座，提升有界時延、有界抖動、高可靠性、高精度時間同步有界時延、有界抖動、高可靠性、高精度時間同步的能力，以匹配汽車智造業務發展的需求。3.XSO 跨域協同技術3.XSO 跨域協同技術XSO

56、跨域協同技術基于 5G 新增的確定性內生網元-TSCTSF 網元，支持在不依賴 TSN 網絡部署的情況下實現 5G 網絡內生的確定性，支持現有的 Profinet 等工業協議傳輸。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-32-跨域協同主要實現流程如下：5G 網絡獲取工控應用的業務需求，進行統一的業務編排：5G 網絡獲取工控應用的業務需求，進行統一的業務編排：無線網絡綜合考慮空口能力限制和工業協議業務需求，進行跨域業務編排，確定各個工控設備報文發送的時間點；5G 網絡將業務編排結果發送給工控設備：5G 網絡將業務編排結果發送給工控設備：5G 網絡按照統一的雙向協同感知調度接口，向各個工控設備發送 X

57、SO 業務編排結果，按照實現方案分類，業務編排結果可能包括發送時間起點發送時間起點或者發送起點調整量；發送起點調整量；a)發送時間起點：發送時間起點：基于雙方約定的時間機制，提供周期發包的具體時間起點；b)發送起點調整量：發送起點調整量：指示周期報文后續的發送調整量（向前或向后調整）；工控設備按照業務編排結果調整報文發送：工控設備按照業務編排結果調整報文發送：嚴格按照發送時間起點發包，或者按照發送起點調整量調整周期報文發送。在工控設備 over 5G 的規模上量后，工控設備報文發送和 5G 網絡之間的匹配效率問題會逐步凸顯出來，需要 5G 和工業設備之間進行跨域協同以提升生產效率。XSO 技術

58、的引入將從以下兩個方面改善生產效率：從單個工控業務角度：從單個工控業務角度：由于 5G 系統和工控系統間并未嚴格時間同步，工控周期報文發包可能存在抖動和漂移，5G 網絡為了滿足業務的 SLA 體驗要求，需要預留多個調度機會保障，中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-33-這造成了無線資源明顯浪費，如圖 16(a)所示。在引入了 XSO跨域協同技術后，5G 網絡和工業協議雙向協同，如圖 16(b)所示，期望工控設備報文按照周期穩定發包，在無線網絡中沒有明顯的抖動/漂移，從而明顯降低 5G 網絡的資源需求。（a）應用前（b）應用后圖 16 XSO 在單個工控業務應用中的效果 從多個工控業務角度：從多

59、個工控業務角度：多個工控設備間存在業務隨機并發，峰均比高（并發峰值高、均值低、不均勻），如圖 17(a)所示；一方面會導致部分工控設備引入緩存等待、時延可靠性降低；另一方面 5G 網絡被迫按照并發峰值進行資源預留，導致較低的資源利用率和極高的部署成本。在引入了 XSO 跨域協同技術后，5G 網絡和工業協議雙向協同，如圖 17(b)所示，多個工控設備的周期報文之間能夠按照統一的規律發送；一方面匹配無線空口的發送時隙特征、另一方面充分降低并發峰均比（實現發送的均勻化）；從而時延可靠性保障難度降低、體驗提升，并且無線系統 URLLC 容量充分提升。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-34-（a）應用

60、前（b）應用后圖 17 XSO 在多個工控業務應用中的效果通過 XSO 跨域協同技術，5G 網絡可以通過統一的一套雙向協同感知調度接口統一的一套雙向協同感知調度接口對接多種工業以太協議，實現主流的工業以太協議Over5G 網絡的傳輸。三、汽車智造融合解決方案三、汽車智造融合解決方案（一）概述（一）概述汽車智造融合解決方案是為滿足汽車智造場景多業務共存的需求而設計的一種端到端網絡優化方案。該解決方案從無線、核心網以及業務管理和運維多個方面進行優化，以實現多種業務的兼容性和保證服務等級協議（SLA）。在無線側，采用多頻段、多載波頻譜組合與資源分配的策略，以滿足 URLLC（超可靠低延遲通信）、大上

61、行、定位和工業物聯等多種業務的需求。通過統一組網和統一覆蓋的方式，實現不同業務在同一網絡中的運行。在核心網方面，通過下沉核心網的 UPF 模塊等技術手段，進一步縮短端到端業務時延，并提高鏈路的可靠性。這種下沉操作將核心網的功能接近到網絡邊緣，減少了數據傳輸的路徑長度，提高了數據傳輸的效率和可靠性。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-35-智能運維方面通過基于應用的網絡可視化管理，實現對網絡的故障預警、隔離定位和快速恢復等運維操作，從而有效提高了整體網絡的可靠性和穩定性。這種融合使得網絡管理與工業應用緊密結合，更好地滿足工業互聯網的特殊需求。另外，終端設備也是該解決方案的一部分，逐步向多形態、多

62、功能種類演進，以適配不同的業務場景。這意味著終端設備將具備更高的靈活性和可定制性，能夠滿足不同業務需求的多樣性。綜上所述，汽車智造融合解決方案通過多方面的網絡優化，包括無線、核心網以及業務管理和運維，以滿足汽車智造場景下多業務共存的需求。該解決方案為實現高效、可靠的汽車智造提供了技術支持和基礎設施。圖 18 汽車智造融合解決方案示意圖中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-36-（二）無線網解決方案（二）無線網解決方案隨著汽車智造場景及業務需求的增加，當前汽車智造的網絡組成也不斷的豐富。生產 IT 網承載了工廠級或車間級 SLA 要求較低的生產輔助類業務，并基于 TCP/IP 實現。而生產 OT

63、網則承載產線級 SLA要求較高的工業控制類業務，基于工業以太實現。另外，AVG、無人機等工業設備的應用則需要定位網絡協助。而工業視覺、VR/AR 等業務則需要大上行網絡支撐。而 5G 網絡憑借其大帶寬、低時延高可靠、精準定位及大上行等技術可以滿足當前汽車智造的 IT/OT/定位的多樣化網絡需求，通過多網合一的方式實現 5G 全連接工廠。在廠區室內覆蓋中，可以采用 5G 數字化室分的組網方式，通過4T4R 的小站結合分布式 Massive MIMO 技術實現大帶寬高容量的 5G無線網絡。在大帶寬方面，通過共建共享聯通 3.5G 頻段可用的頻譜達到 300M，通過載波聚合、上下行時隙配比的調整，極

64、大的提升上下行速率，能夠滿足高上下行帶寬業務的需求。在低時延高可靠方面，可以通過互補 TDD 等技術實現端到端 4ms 的時延，同時可根據業務需求在頻段上進行合理分配，如采用 eMBB 業務與 URLLC 業務進行頻點隔離的方式。室內工業網 3.3GHz+室外宏網 3.5GHz 能夠有效形成隔離保護帶，避免鄰頻干擾。在定位增強方面，可以通過數字化室分的pRRU 實現室內米級定位精度，滿足基本定位需求。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-37-（三）核心網融合方案（三）核心網融合方案核心網需要業務角度出發保障業務 SLA、數據安全等工業場景需求，而 UPF 主要負責 5G 核心網中用戶平面數據包

65、的路由和轉發相關功能，當前一般采用 UPF 下沉的部署方式滿足業務時延、數據安全等需求。面向復雜、多樣的工業場景，核心網還需要具備如下能力：UPF 分級部署能力以汽車制造企業為例，UPF 應具備工廠、車間、產線多種部署能力，以滿足各類型多樣化的場景需求，包括生產 IT、OT 能力工廠級融合部署、生產 IT 能力工廠級部署、生產 OT 能力車間級部署、生產 OT 能力產線級部署。通過分級部署從而可提供差異化的 SLA 服務能力。UPF+MEC 數據本地卸載能力對汽車制造企業的生產類業務、設備采集類等與企業生產經營相關的數據在本地進行卸載，實現企業數據在廠區內的閉環。通過部署UPF+MEC 統一平

66、臺，一方面可通過功能擴展實現業務融合，另一方面UPF 區分業務類型實現企業數據本地卸載。用戶面+控制面下沉為保證工業生產數據安全和連續生產，企業要求數據不出園區，園區內 5G 網絡與運營商大網解耦。在傳統 UPF 下沉方式上疊加控制面下沉，可進一步滿足企業對無線網絡零信任的要求，同時可規避園中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-38-區 UPF 變動影響運營商大網的風險。此外在網絡可靠性要求高的場景下，可通過設置主備 UFP 保障連續生產能力。（四）智能運維解決方案（四）智能運維解決方案智能運維方案通過網絡可視化、基于連接的業務 SLA 監控、故障定界、模擬撥測和能力開放等關鍵能力，實現了對園區

67、網絡的綜合管理和故障處理能力，提供了全面的網絡可視化、故障定位和故障修復支持，以及與其他系統的集成能力，進一步提升了網絡的可靠性和管理效率。整體智能運維解決方案關鍵能力如下：圖 19 智能運維解決方案示意圖 網絡可視化：該方案提供了園區網絡端到端拓撲的可視化，以及網絡設備和通信終端狀態的可視化。這樣可以直觀地了解網絡的整體結構和設備狀態，便于網絡管理和故障排查?；谶B接的業務 SLA 監控：方案能夠對每個業務終端甚至每個業務流進行細粒度的監控，統計其業務 SLA 指標，如 TCP中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-39-的丟包率、亂序、重傳等異常網絡行為。通過及時監測和統計，可以發現業務連接的

68、各種故障和問題，如中斷、劣化等，從而及時解決業務體驗問題。故障定界：當監控模塊發現網絡故障時，該方案能夠根據業務連接監控收集的數據，對故障進行分段定界，最終確定是哪一段網絡的問題。這樣能夠指導客戶進行進一步的問題解決和故障修復。模擬撥測：方案具備模擬撥測的功能，以滿足故障定界的需求。通過模擬撥測，可以判斷網絡的通斷和 SLA 質量，進一步驗證和確認網絡故障的范圍和影響。能力開放：該方案支持與其他 IT 系統進行集成，通過 API 接口將數據和能力開放給其他系統調用。這樣可以實現與運營商的運維系統或企業園區的生產系統管理等的集成，共享業務數據，提供更全面的網絡管理和業務支持能力。四、中國聯通 5

69、G-A 在汽車智造的實踐四、中國聯通 5G-A 在汽車智造的實踐為推進 5G-A 在工業產線中的實施與發展，中國聯通、長城精工、勃傲自動化、華為等合作伙伴在長城精工搭建了業界首個 5G-AURLLC 超可靠低時延汽車柔性產線。長城精工汽車制造柔性產線作為首個 5G-A URLLC 試制線，高度還原了工業產線實際情況，產線流程與實際產線高度一致，試點成功后可以直接復制到實際產線應用。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-40-圖 20長城精工 5G-A URLLC 汽車柔性產線長城精工試點實現產線的無線化和柔性化，用 5G-A 網絡取代了傳統的有線以太網，首次實現 4ms5 個 9 的高可靠低時延

70、技術驗證，完成了 PLC 到 IO、閥島的網線“剪辮子”，使得產線布局靈活可變，不再具有龐雜繁復的布線，終端可拓展性顯著增強。近年來由于人們對產品需求的改變，車型通常一年一小改，三年一大改，產線的變更頻率逐步增加，因此，汽車生產產線從固定化到柔性化順應了工業生產的發展趨勢，可以有效降低產線升級或改造帶來的時間和經濟成本。5G-A 技術應用于汽車生產產線后，無需進行長時間的產線重構調測及試運行，可大大縮短調整后產線上線的周期，快速恢復生產。通過引入 5G-A 技術實現了長城精工汽車制造產線的無線化、柔性化和智能化，推動了工控領域的四大突破：網絡突破網絡突破打破以往網絡層級間的限制，實現 5G-A

71、 通信協議和工業網絡協中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-41-議交互和跨域協同，更加合理的分配網絡資源，從根本上最小化網絡擁塞，使關鍵性業務數據得到必要的保障。拉通應用層與網絡層的同時，通過 5G-A 網絡提供給業務一定的標識信息，不需修改工業協議本身，就能使網絡指標獲得更高的增益，為其他技術應用提供先決保障。終端突破終端突破聯合孵化首款 5G-A URLLC 工業模組，并嵌入在柔性產線的閥島 IO 等 20 余個工控設備上，推進松綁國外頭部企業的產業生態控制，實現終端生態 0 到 1 的突破。OT 工業設備可直接集成 URLLC工業模組，并全場景、全設備類型匹配，推動了工業產線下 5G-A

72、 全模組國產化進程，為未來規?；渴鸬於▓詫嵒A。運營升級運營升級UPF 網元設備下沉到本地，將數據分流到本地局域網，實現數據本地化并保證其安全性。N6 接口與主 PLC 連接，數據本地化處理，能夠有效降低時延，為產線的集中化/云化 PLC 提供先決條件。同時，持續推動電信運營商服務體系發展，為工業智能化升級帶來變革。模式延展模式延展實現工控業務從焊接產線延伸到裝配產線，拓展了 5G-A 技術在汽車制造核心生產環節的應用場景。推動 RT 業務和 NRT 業務同網承載，將工控業務進一步拓展至完整的汽車生產線，為 5G 在汽車智中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-42-造領域的全面鋪開指明方向。長

73、城精工的 5G-A URLLC 汽車柔性產線是一個典型的數字化網絡化智能化解決工業企業特別是產線的實際問題案例。通過 5G-AURLLC 技術初步解決 PLC 南向剪辮子及柔性生產等行業難題，進一步推進了 5G+工業互聯網應用的融合與發展。對于工業互聯網而言，通過 5G-A URLLC 技術激發了 5G+工控的新生態，帶動產業升級，促使 CT、IT、OT 技術緊密協同發展，促進產業鏈條上的企業提質增效。中國聯通推行 5G 全面賦能汽車生產，加速 5G-A 柔性產線的復制推廣，推動上下游產業協同發展，實現真正意義上的國產化的汽車智造。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-43-五、總結和展望五、總

74、結和展望在國家戰略大背景下，5G+工業互聯網融合發展是我國經濟社會全面數字化轉型的重要手段。汽車“智造”作為無線網絡深入工業核心生產環節的前沿“陣地”，在低時延、高可靠、大上行、海量連接、高精度定位、以及網絡移動性管理等方面對網絡能力提出更高要求。然而現階段 5G 技術從能力上還無法完全匹配工控等核心生產環節的需求，5G-A 在 5G 基礎上，需要實現時延、速率、帶寬、鏈接數等指標的大幅度提升，并兼容無源物聯技術，從而可實現無線網絡在應用場景上的進一步拓展。本白皮書基于汽車制造行業現狀，分析了多樣化場景對網絡性能的需求，提出了 URLLC 增強、高精度定位、大上行、業務高可靠、5G 與工業融合

75、等一系列面向汽車智造的 5G-A 關鍵技術和解決方案，賦能汽車智造業務發展。下一階段，中國聯通將聯合產業合作伙伴不斷推進技術標準演進、逐步推動設備產業成熟；協同汽車行業共同推動工業終端設備的產品研發、成熟。未來，中國聯通將以長城精工“5G 超可靠低時延汽車柔性產線”為基石，進一步推動汽車制造國產化廠商加速融合，深度賦能 3C 制造、裝備制造等多個領域，不斷拓展豐富 5G-A 技術在汽車制造及其他行業核心生產環節中的示范應用和部署。中國聯通 5G+汽車智造技術白皮書-44-戰略決策的參謀者技術發展的引領者產業發展的助推者戰略決策的參謀者技術發展的引領者產業發展的助推者態度、速度、氣度有情懷、有格

76、局、有擔當中國聯通研究院是根植于聯通集團（中國聯通直屬二級機構），服務于國家戰略、行業發展、企業生產的戰略決策參謀者、技術發展引領者、產業發展助推者，是原創技術策源地主力軍和數字技術融合創新排頭兵。聯通研究院以做深大聯接、做強大計算、做活大數據、做優大應用、做精大安全為己任，按照4+1+X 研發布局，開展面向 CUBE-Net 3.0 新一代網絡、大數據賦能運營、端網邊業協同創新、網絡與信息安全等方向的前沿技術研發，承擔高質量決策報告研究和專精特新核心技術攻關，致力于成為服務國家發展的高端智庫、代表行業產業的發言人、助推數字化轉型的參謀部，多方位參與網絡強國、數字中國、智慧社會建設。聯通研究院

77、現有員工近 700 人，平均年齡 36 歲，85%以上為碩士、博士研究生，以“三度三有”企業文化為根基，發展成為一支高素質、高活力、專業化、具有行業影響力的人才隊伍。中國聯通研究院是根植于聯通集團（中國聯通直屬二級機構），服務于國家戰略、行業發展、企業生產的戰略決策參謀者、技術發展引領者、產業發展助推者，是原創技術策源地主力軍和數字技術融合創新排頭兵。聯通研究院以做深大聯接、做強大計算、做活大數據、做優大應用、做精大安全為己任，按照4+1+X 研發布局，開展面向 C3 網絡、大數據賦能運營、端網邊業協同創新、網絡與信息安全等方向的前沿技術研發，承擔高質量決策報告研究和專精特新核心技術攻關，致力于成為服務國家發展的高端智庫、代表行業產業的發言人、助推數字化轉型的參謀部，多方位參與網絡強國、數字中國、智慧社會建設。聯通研究院現有員工近 700 人，平均年齡 36 歲，85%以上為碩士、博士研究生，以“三度三有”企業文化為根基，發展成為一支高素質、高活力、專業化、具有行業影響力的人才隊伍。中國聯合網絡通信有限公司研究院地址：北京市亦莊經濟技術開發區北環東路 1 號電話：010-87926100郵編：100176