目錄
前言
第一部分工業(yè)5G網絡系統(tǒng)
第1章 工業(yè)5G網絡概述 3
1.1 發(fā)展背景 3
1.1.1 移動通信發(fā)展概述 3
1.1.2 5G標準演進 8
1.2 工業(yè)5G的定義 11
1.2.1 工業(yè)5G與商用5G的差異 11
1.2.2 工業(yè)5G網絡 11
1.3 工業(yè)5G典型場景現狀 12
1.4挑戰(zhàn) 15
第2章 工業(yè)5G網絡架構及基礎 17
2.1 工業(yè)5G業(yè)務需求與性能指標 18
2.1.1 工業(yè)5G業(yè)務需求 18
2.1.2 工業(yè)5G性能指標 22
2.2 工業(yè)5G網絡系統(tǒng)架構 27
2.2.1 工業(yè)5G無線網架構 28
2.2.2 工業(yè)5G核心網架構 33
2.2.3 工業(yè)5G承載網架構 36
2.2.4 工業(yè)5G典型組網架構 38
2.3 小結 39
第3章 工業(yè)5G網絡關鍵技術 40
3.1 大規(guī)模MIMO及5G波束 40
3.1.1 MIMO技術 40
3.1.2 波束賦形 41
3.2 編碼技術 44
3.2.1 Turbo碼 44
3.2.2 LDPC碼 45
3.2.3 Polar碼 45
3.3 SDN+NFV 48
3.3.1 SDN技術概述 48
3.3.2 NFV技術概述 51
3.3.3 SDN和NFV技術在5G中的應用 52
3.4 5GLAN 54
3.4.1 5G LAN技術概述 54
3.4.2 5G LAN技術在工業(yè)中的應用 55
3.5 網絡切片技術 56
3.5.1 網絡切片技術概述 56
3.5.2 5G網絡切片關鍵技術 58
3.5.3 網絡切片技術在工業(yè)互聯網中的應用 60
3.6 邊緣計算 61
3.6.1 邊緣計算技術概述 62
3.6.2 邊緣計算的應用 64
3.6.3 邊緣計算賦能工業(yè)互聯網 66
3.7 小結 68
第4章 工業(yè)5G網絡時延分析及優(yōu)化 69
4.1 概述 69
4.1.1 技術演進及業(yè)務需求 71
4.1.2 工業(yè)5G網絡時延分析 75
4.2 工業(yè)5G網絡優(yōu)化 77
4.2.1 智能預調度及上行免調度技術 77
4.2.2 下行搶占機制及降低HARQ重傳次數 79
4.2.3 微時隙技術及靈活頓結構 80
4.3 5G工具箱使用 82
4.3.1 MATLAB 5G工具箱介紹 82
4.3.2 OMNeT++軟件介紹 83
4.4 小結 87
第二部分 時間敏感網絡技術
第5章 時間敏感網絡概述 91
5.1 工業(yè)網絡技術發(fā)展 91
5.1.1 工業(yè)現場總線 92
5.1.2 工業(yè)以太網 95
5.1.3 TSN技術 97
5.2時間敏感網絡基本概念 101
5.2.1 TSN標準體系架構 101
5.2.2 TSN協(xié)議層次 103
5.2.3 TSN數據幀格式 105
5.3 小結 107
第6章 時間敏感網絡時間同步技術 108
6.1 時間同步技術概述 108
6.2 時間同步技術基礎 109
6.2.1 時間同步基本概念 109
6.2.2網絡時間協(xié)議 110
6.3 IEEE 802.1 AS協(xié)議機制 112
6.3.1 基本概念 112
6.3.2 gPTP 工作原理 114
6.3.3 最佳主時鐘選擇方法 115
6.3.4 校時精度影響因素 117
6.3.5 gPTP與PTP的差異性分析 118
6.3.6 IEEE 802.1 AS-Rev 協(xié)議簡介 119
6.4 小結 120
第7章 時間敏感網絡調度整形機制 121
7.1 業(yè)務流控制概述 121
7.1.1 流量監(jiān)管與整形 121
7.1.2 調度策略 124
7.2 基于信用的整形機制 124
7.2.1 CBS機制概述 125
7.2.2 時間敏感流的轉發(fā)與排隊 126
7.2.3 CBS機制流程 128
7.3 時間感知整形機制 133
7.3.1 TAS機制概述 133
7.3.2 TAS相關參數 135
7.4 循環(huán)排隊轉發(fā)機制 135
7.4.1 CQF機制概述 136
7.4.2 CQF系統(tǒng)建模 137
7.4.3 CQF調度策略 139
7.5 幀搶占機制 142
7.5.1 FP機制概述 142
7.5.2 時間片與保護帶技術 144
7.5.3 FP 原理 145
7.6 小結 148
第8章 時間敏感網絡可靠性保障機制 150
8.1 數據流過濾與監(jiān)管機制 150
8.1.1 PSFP 機制概述 150
8.1.2 PSFP 整體架構 151
8.1.3 過濾和控制策略 152
8.2 幀復制與消除機制 156
8.2.1 FRER機制概述 156
8.2.2 FRER機制分析 158
8.2.3 FRER機制展望 159
8.3 小結 160
第9章 時間敏感網絡管理與配置機制 161
9.1 時間敏感網絡數據配置模型 161
9.1.1 YANG 模型 162
9.1.2 NETCONF 協(xié)議 163
9.2 時間敏感網絡配置框架與模型 166
9.2.1 完全分布式配置模型 167
9.2.2 集中式網絡/分布式用戶配置模型 167
9.2.3 完全集中式配置模型 167
9.3 結合SDN控制器的時間敏感網絡配置方法 168
9.3.1 OpenFlow協(xié)議 169
9.3.2 結合SDN控制器的TSN配置架構 171
9.3.3 結合SDN控制器的TSN配置架構實現 172
9.4 配置架構的發(fā)展趨勢 174
9.5 小結 175
第三部分5G與TSN協(xié)同技術
第10章 5G-TSN概述 179
10.1 5G與TSN發(fā)展現狀 181
10.2 5G-TSN協(xié)同的產業(yè)需求 182
10.3 5G-TSN協(xié)同的挑戰(zhàn) 184
10.4 小結 185
第11章 5G與TSN的融合 186
11.1 3GPP定義下的 5G 186
11.2 TSN 技術 187
11.3 3GPP標準進展 188
11.4 5G-TSN協(xié)同架構 189
11.5 小結 191
第12章 5G-TSN協(xié)同傳輸機制分析 192
12.1 支持TSN業(yè)務的5G增強機制 192
12.2 5G-TSN跨網時間同步機制 197
12.3 5G-TSN網橋管理 200
12.4 5G與TSN QoS映射 201
12.5 小結 202
第13章 5G-TSN解決方案 204
13.1 端到端同步解決方案的體系結構 204
13.2 端到端確定性調度方案 207
13.3 實際案例 209
13.4 小結 211
第四部分 場景化應用
第14章 遠程駕駛場景 215
14.1 遠程駕駛系統(tǒng)組成 215
14.2遠程駕駛網絡性能需求 217
14.3 5G和TSN賦能的遠程駕駛 220
14.3.1 5G賦能遠程駕駛 220
14.3.2 TSN車載網絡 222
14.3.3 遠程駕駛應用案例 223
14.4 未來展望 227
第15章 智能物流場景 228
15.1 智能物流重要設備和信息系統(tǒng) 228
15.1.1 立體倉庫和堆垛機 229
15.1.2 AGV裝卸搬運設備 231
15.1.3 WMS倉庫管理系統(tǒng)和WCS倉庫控制系統(tǒng) 232
15.2 5G和TSN賦能智能物流 233
15.2.1 基于5G+TSN網絡的智能物流倉儲 234
15.2.2 基于5G網絡的物流工業(yè)級視覺系統(tǒng) 236
15.2.3 案例：京東物流5G智能物流園區(qū) 237
15.2.4 案例：基于5G的港口物流 238
15.3 未來展望 240
參考文獻 241