基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用

白皮書

（2024年）

未來移動(dòng)通信論壇毫米波工作組

二〇二四年八月

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

前言

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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)于專網(wǎng)架構(gòu)的特定需求。

《基于毫米波的工業(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(qǐng)讀者批評(píng)指正。

基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

目錄

一、基于毫米波的工業(yè)5G應(yīng)用背景.........................................-1-

（一）5G毫米波應(yīng)用的重要意義.....................................-1-

（二）5G毫米波應(yīng)用的全球現(xiàn)狀.....................................-3-

（三）5G毫米波應(yīng)用的市場前景.....................................-6-

（四）5G毫米波應(yīng)用的政策背景.....................................-9-

二、5G毫米波的工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用方向................................-11-

（一）行業(yè)專頻專網(wǎng)..........................................................-11-

（二）通感算一體化..........................................................-12-

（三）人工智能驅(qū)動(dòng)..........................................................-13-

（四）組網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新..........................................................-14-

三、5G毫米波專頻專網(wǎng)簡介....................................................-17-

（一）5G毫米波技術(shù)優(yōu)勢................................................-17-

（二）5G專網(wǎng)模式對(duì)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.............................................-26-

（一）制造行業(yè)..................................................................-27-

（二）港口行業(yè)..................................................................-31-

（三）風(fēng)電行業(yè)..................................................................-35-

（四）電力行業(yè)..................................................................-38-

（五）礦山行業(yè)..................................................................-42-

基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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.............................-46-

（二）深化并拓展毫米波的行業(yè)應(yīng)用.............................-46-

（三）推動(dòng)毫米波技術(shù)適度預(yù)研攻關(guān).............................-47-

（四）促進(jìn)毫米波產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展與協(xié)同.............................-47-

（五）加強(qiáng)毫米波技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng).............................-47-

參考文獻(xiàn)......................................................................................-48-

基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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(duì)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

容量的平衡，高頻段（毫米波）提供數(shù)千兆比特速率和超大容量，

發(fā)揮毫米波技術(shù)優(yōu)勢，提升現(xiàn)有5G網(wǎng)絡(luò)在超高帶寬、極低時(shí)延、

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

高精度感知等工業(yè)場景的服務(wù)能力。面對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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)

先地位，為推進(jìn)新型工業(yè)化、建設(shè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系提供堅(jiān)強(qiáng)支撐。

（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

1數(shù)據(jù)來源：GSMA移動(dòng)智庫PauCastells，2023年MWC上海世界移動(dòng)通信大會(huì)

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)環(huán)境條件要求更高，針對(duì)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(duì)較快，因而在該領(lǐng)域的技術(shù)成熟

度和市場接受度相對(duì)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)

2資料來源：TechInsights,Global5GmmWaveSmartphoneShipmentsForecastbyVendorto2024

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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

數(shù)據(jù)傳輸速率。2020年初弗勞恩霍夫生產(chǎn)技術(shù)研究所（Fraunhofer

IPT）、愛立信、羅德與施瓦茨（Rohde&Schwarz，簡稱R&S）、

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。

日本允許垂直行業(yè)申請(qǐng)28.2GHz-28.3GHz毫米波頻段，日本

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28.9G

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

Hz-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

工廠、智慧港口、智慧能源等方向無線通感算一體化的重要選擇，

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）

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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

率使用規(guī)劃。2021年7月，工業(yè)和信息化部公布的《5G應(yīng)用“揚(yáng)

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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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?，逐步構(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(duì)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。

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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(duì)網(wǎng)絡(luò)需求動(dòng)態(tài)變化，專頻專網(wǎng)可提供對(duì)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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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浴?/p>

（二）通感算一體化

5G毫米波組網(wǎng)架構(gòu)創(chuàng)新聚焦于通過集成通信

（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)

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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

用，實(shí)現(xiàn)一網(wǎng)多用的效果，為用戶降低建網(wǎng)成本，避免重復(fù)建設(shè)。

統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)計(jì)算架構(gòu)是指軟件定義無線電（SoftwareDefined

Radio，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

LLMs）集成到邊緣網(wǎng)絡(luò)中，有望促進(jìn)通信和計(jì)算（Communication

andComputing，簡稱C&C）資源的高效利用。NetGPT（Network

GenerativePre-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)，

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的決策優(yōu)化、資源調(diào)度、自適應(yīng)配置和智能預(yù)測等功能。

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(duì)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)，

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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)

絡(luò)協(xié)議棧，精簡了不必要的處理環(huán)節(jié)，提升了數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)效率，

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(duì)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)?/p>

到優(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，

包括故障預(yù)測、自動(dòng)診斷、遠(yuǎn)程修復(fù)等功能，減輕人工運(yùn)維負(fù)擔(dān)，

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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

模式與協(xié)議分析技術(shù)，實(shí)時(shí)確定通信制式，通過軟件或硬件開關(guān)，

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(duì)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。

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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。

圖3-15G頻段分布示意圖

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(duì)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。

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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（mini

slot）調(diào)度，空口時(shí)延甚至?xí)?，這使得毫米波系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)

極低時(shí)延，從而滿足工業(yè)控制等對(duì)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的要求提供了有力保證。

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(duì)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。

圖3-2波束賦形技術(shù)

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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、

資產(chǎn)追蹤等場景。同時(shí)，毫米波信號(hào)的傳輸周期短、時(shí)間精度高，

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

送；在智能制造生產(chǎn)線中，工業(yè)機(jī)器人在完成鉚接、焊接、組裝、

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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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。

表3-1Sub-6GHz與毫米波的感知技術(shù)特性對(duì)比

指標(biāo)Sub-6GHz毫米波備注

以無人機(jī)為典型目標(biāo)，相

探測距離公里級(jí)+公里級(jí)

同EIRP和口徑

小于1m無人機(jī)，低頻無

距離精度米級(jí)厘米級(jí)

法識(shí)別

物體間距小于1m，低頻無

距離分辨率米級(jí)厘米級(jí)

法識(shí)別

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

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最大檢測速可跟蹤的目標(biāo)物體最大移

幾十km/h幾百km/h

度動(dòng)速度

微多普勒特用于識(shí)別物體局部特征，

不支持支持

征如無人機(jī)旋翼

角度精度1°0.1°以相同物理口徑為參考

角度分辨率5-10°1°以相同物理口徑為參考

微小位移監(jiān)毫米波可用于建筑、山體

厘米級(jí)毫米級(jí)

測精度等微動(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(duì)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(duì)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(duì)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：

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

圖3-3行業(yè)專網(wǎng)兩種建設(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（FixedWireless

Access，簡稱FWA）兩個(gè)場景。其中，熱點(diǎn)主要針對(duì)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(duì)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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

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(duì)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。

表3-2虛擬專網(wǎng)與毫米波專頻專網(wǎng)的特性對(duì)比

對(duì)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獨(dú)立專網(wǎng)與運(yùn)營商5G公

公網(wǎng)為基礎(chǔ)，以切片方網(wǎng)完全隔離，采用輕量化

式實(shí)現(xiàn)客戶的業(yè)務(wù)承的獨(dú)立核心網(wǎng)，結(jié)合UPF

載，結(jié)合客戶需求，通及無線基站實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)獨(dú)

過現(xiàn)有虛擬專網(wǎng)連接至立組網(wǎng)

企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)中心

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設(shè)備自主設(shè)備資產(chǎn)和運(yùn)營相對(duì)依設(shè)備資產(chǎn)屬于企業(yè)，有更

性賴運(yùn)營商強(qiáng)的自主性

整體成本大功率宏站覆蓋，按流中小功率頭端覆蓋，整體

量收費(fèi)，成本高成本低

（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)。

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表3-3虛擬專網(wǎng)與毫米波專頻專網(wǎng)的安全性對(duì)比

對(duì)比維度虛擬專網(wǎng)專頻專網(wǎng)

空口安全使用公網(wǎng)頻譜，較易受使用專用無線頻譜，與公網(wǎng)

到無線干擾進(jìn)行了無線頻譜隔離，避免

了來自公網(wǎng)的無線干擾

數(shù)據(jù)安全數(shù)據(jù)傳輸路徑復(fù)雜，存基站和核心網(wǎng)設(shè)備獨(dú)立部

在泄露風(fēng)險(xiǎn)署在專網(wǎng)域內(nèi)，與外網(wǎng)物理

隔離，確保了數(shù)據(jù)不出園區(qū)

傳輸安全公網(wǎng)傳輸環(huán)節(jié)涉及部傳輸全部局限于環(huán)境相對(duì)

署環(huán)境開放性，風(fēng)險(xiǎn)相封閉的園區(qū)，具有一定的物

對(duì)較高理安全保障，相對(duì)公網(wǎng)傳輸

風(fēng)險(xiǎn)稍低

云化安全核心網(wǎng)部署于公網(wǎng)云核心網(wǎng)各功能模塊集中部

計(jì)算中心，存在與其他署于專網(wǎng)域內(nèi)的通用服務(wù)

應(yīng)用或各網(wǎng)絡(luò)切片間器上，避免了云計(jì)算中心的

的隔離風(fēng)險(xiǎn)切片隔離風(fēng)險(xiǎn)

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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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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?/p>

述5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

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基于毫米波的工業(yè)5G創(chuàng)新應(yīng)用白皮書

將在各行業(yè)應(yīng)用小節(jié)中進(jìn)行詳細(xì)闡釋：

表4-1毫米波創(chuàng)新行業(yè)應(yīng)用

（一）制造行業(yè)

隨著智慧工廠的快速發(fā)展，對(duì)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

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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。

圖4-1智慧工廠

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

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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(duì)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。

圖4-2造紙工廠

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

時(shí)延可靠性

典型場景場景描述上行速率

要求要求

軟件定義工業(yè)控制，通過較低，單點(diǎn)幾毫極高

云PLC協(xié)同云網(wǎng)融合和邊云協(xié)同的一般大于秒

控制作業(yè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟PLC程序100Kbps

在遠(yuǎn)程運(yùn)行，基于低時(shí)

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延、高可靠網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場

設(shè)備控制。

視覺SLAM獲取的大量較高，單點(diǎn)幾十極高

3D圖形數(shù)據(jù)產(chǎn)生實(shí)時(shí)三一般大于毫秒

維環(huán)境信息及物流機(jī)器40Mbps

視覺SLAM

人位置姿態(tài)信息可能需

智能物流機(jī)

要通過大帶寬可靠無線

器人

網(wǎng)絡(luò)即時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控

制中心，確保決策的準(zhǔn)確

性和實(shí)時(shí)性。

XR技術(shù)涉及傳輸大量的較高，單點(diǎn)幾十極高

3D圖形數(shù)據(jù)、高分辨率一般大于毫秒

視頻流以及實(shí)時(shí)交互信50Mbps

XR（擴(kuò)展現(xiàn)息，需要極高的網(wǎng)絡(luò)帶寬

實(shí)）遠(yuǎn)程協(xié)以支持無損的數(shù)據(jù)傳輸。

助通過低時(shí)延無線網(wǎng)絡(luò)將

終端算力轉(zhuǎn)移到云端，可

減輕頭顯設(shè)備的重量和

復(fù)雜性。

針對(duì)工業(yè)現(xiàn)場的視頻大較高，100幾十較高

流量數(shù)據(jù)、振動(dòng)信號(hào)高頻路并發(fā)一毫秒

數(shù)據(jù)、控制實(shí)時(shí)響應(yīng)數(shù)據(jù)般大于

以及大量的傳感數(shù)據(jù)，實(shí)50Mbps

設(shè)備高頻多

現(xiàn)多維傳感控制數(shù)據(jù)投

維數(shù)據(jù)無線

射到視頻中，同步反饋多

采集

維數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新，將極

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)。

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在實(shí)時(shí)處理高清圖像或極高，單點(diǎn)幾十較高

視頻流的場景中，如精密一般大于毫秒

零部件檢測、大規(guī)模自動(dòng)100Mbps

AI實(shí)時(shí)工化產(chǎn)線上的質(zhì)量控制等，

業(yè)質(zhì)檢機(jī)器視覺系統(tǒng)產(chǎn)生的大

量數(shù)據(jù)需要快速傳輸，滿

足高分辨率圖像的實(shí)時(shí)

傳輸需求。

（二）港口行業(yè)

近幾年，我國繼續(xù)加大了對(duì)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(duì)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

裝箱堆場，集裝箱層數(shù)一般有3-5層，高度從10米到20米不等，

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

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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。