科创中国

行业领域

电子信息技术,新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业,信息安全技术,通信技术,计算机及网络技术,互联网与云计算、大数据服务,下一代信息网络产业,人工智能

需求背景

随着工业***和智能制造的推进，工业物联网设备的数量呈指数级增长，预计6G时代将连接数万亿的设备，对无线接入网络的容量、覆盖范围、连接密度提出了更高要求。工业应用如远程操控、自动化流水线、实时监控等场景要求无线通信网络具备极低的时延（亚毫秒级）和接近100%的可靠性，以确保生产安全和效率。工业环境中存在多种通信技术与标准，6G需要支持异构网络的深度融合，包括有线与无线、广域与局域、授权与非授权频谱的高效协同，以实现资源的最优利用和无缝漫游。考虑到工业物联网设备的大量部署，特别是对于电池供电或能量采集的设备，6G无线接入技术需极大提高能源效率，减少能源消耗，支持绿色低碳生产。因此本需求的研究将突破现有的技术瓶颈，满足未来工业物联网对通信网络的极端要求，推动实现智慧工厂。

需解决的主要技术难题

面向6G工业物联网的高效无线接入关键技术研究需要解决的主要技术难题涵盖了多个层面，以确保满足未来工业物联网对通信网络的高性能要求。这些难题主要包括：

1.高频段传输与信号衰减：6G预期将利用毫米波甚至太赫兹频段以获得更高的数据传输速率，但这些频段的信号传播特性较差，易受大气损耗和阻挡影响，需要开发新型天线技术、智能反射面以及波束成形技术来克服信号衰减和提高覆盖范围。

2.高密度连接与资源分配：工业物联网环境下设备数量庞大，如何高效管理这些设备的接入，实现大规模机器类型通信(mMTC)，同时确保每个设备的连接质量和资源公平分配，是巨大的挑战。

3.超低时延与高可靠性保障：工业自动化和控制应用要求极低的端到端时延（如低于1毫秒）和接近100%的可靠性，需要创新的网络架构和协议设计，以及先进的时延降低和容错机制。

4.环境感知与自适应能力：网络需要具备对周围环境的感知能力，根据环境变化和业务需求自适应调整网络配置，包括动态路由、资源分配和传输参数优化。

期望实现的主要技术目标

面向6G工业物联网的高效无线接入关键技术研究期望实现的主要技术目标包括：

1.实现每平方公里支持百万乃至千万级别的设备连接，同时保证在复杂工业环境中的广泛覆盖与深度穿透能力，满足高密度部署的工业物联网设备的接入需求。

2.实现端到端通信时延压缩至亚毫秒级别，提供高可靠的低时延通信保障，以支撑工业控制、远程手术、自动驾驶等对时延敏感的应用。

3.实现资源的高效动态分配，以及对网络异常的快速响应与自我修复。

4.实现数据的本地化处理与即时分析，减少数据传输延迟，增强工业应用的实时性和智能决策能力。

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