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摘 要：随着经济建设的发展，大型工程机械使用更加普遍，使用场景更加复杂危险，大型工程机械的远程控制技术被广泛采用。但传统无线传输技术易受干扰、传输距离受限、传输数据量小、时延大等缺点严重制约着现代机械远程控制的稳定性和及时性。5G 网络作为下一代移动通信技术，完全满足现代远程控制技术对无线传输的需求。基于 5G网络的远程遥控业务展开探讨与研究，并结合具体项目证明5G技术应用于现代机械远程控制的可行性和必要性。
关键词：5G；远程遥控；MEC；NSA；CAN；远程控制系统
doi：10.12045/j.issn.1007-3043.2020.01.004
概述
1.1 远程遥控技术广泛应用
经济建设的快速推进，推动大型工程机械的普遍使用。复杂多变的使用场景，尤其是高危险性场景对机械操控人员提出更高技术要求和安全考验。而操控人员在封闭的驾驶室内对控制面板进行操作，视野狭小，很难对整个施工现场的状况有清楚的全局把握，容易降低施工效率，严重时甚至导致施工事故的发生。
生命是无价的，要使操控人员既能完成施工救援作业，又能够保障他们的人身不受到威胁，远程遥控技术得到广泛的推广应用。
1.2 远程遥控技术亟需高速网络传输
采用视频图像进行辅助操控成为了新一代远程机械操控的基本要求，随着图像分辨率不断提高以及VR等新技术的引入，对于无线控制带宽的要求也在不断提升。
另外远程控制的距离需尽量提高，以便操作人员能够远离风险区域，距离的提升对于数据传输的稳定性和及时性提出了更高的要求。
现有的几种无线传输技术的弱点越来越显现：比如 ZIGBEE、433 技术传输数据量小，无法传送视频图像，Wi-Fi技术在2.4 GHz非授权频段，易受干扰，且传输距离受限，无线蜂窝技术（GSM、LTE等）带宽难以保证VR信号的有效传输。
1.3 5G技术“添翼”远程遥控
5G 网络是下一代移动通信技术，可提供 eMBB、mMTC、uRLLC 业务，系统设计目标要达到体验速率100 Mbit/s，峰值速率 20 Gbit/s，时延 1 ms。采用 5G 技术作为远程遥控工程机械系统的无线通信子系统有如下特点。
a）系统带宽大。远程机械操作的感知体验需要高清图像的支持，才能使驾驶员有身临其境的感觉而随着图像清晰度的提高以及 VR 等技术的引入，使得系统带宽要求不断提升。5G eMBB业务能够保证100Mbit/s的下载速率，峰值速率可达Gbit级，完全能够支持 4K以上的高清 VR显示，提升了远程操控的真实性体验。
b）支持范围广。现有点对点远程技术只能支持有限范围或者视距范围的操作，而采用5G等蜂窝移动通讯作为通信子系统的话可大大扩展操作的范围，真正可以做到千里之外进行控制，增加了机械的环境适用性，充分保障了驾驶员的人身安全。蜂窝技术采用授权频谱，能够保证信号不受干扰，只要有无线信号即可进行机械操作。
c）操作时延低。远程操作时延需要控制在一定的范围内才能保证操控指令下达到机器执行的实时性和准确性，5G 通信系统设计最小时延可到 1 ms，完全能够满足实时性操控的要求。
