数字孪生为5G发展带来改变!

近两年,数字孪生在工业领域已经小有进展。
美国通用电气、西门子等公司宣称利用数字孪生提升工厂运营效率,提升企业运营成本。
5G时代的到来,混合组网、多终端,外场环境复杂等因素影响下,网络复杂度与日俱增,同时,5G智能工厂、远程医疗等行业应用对5G网络的安全性、可靠性要求也提高到更严苛水平。
“数字孪生在帮助开发和部署环境复杂的5G网络方面具有明显的潜力。” IEEE学者在相关研究提出这样的看法。

与此同时,中国移动、华为、爱立信等通信行业的头部运营商、通信企业也在研究数字孪生助力5G网络发展。

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那么,到底什么是数字孪生?数字孪生与5G有哪些结合点?如何在5G行业实现数字孪生?

3月2日(周四),下午15:00-16:00

科技零距离第4期直播上线

资深无线测试专家邀您聊聊如何利用数字孪生技术助力5G研发测试

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什么是数字孪生?

数字孪生(Digital Twin)诞生于1991年,由耶鲁大学教授David Gelernter在《镜像世界》书中首次提出。

数字孪生,是利用人工智能、大数据、传感器等技术对现实对象进行动态的数字建模,在虚拟空间对物理实体形成一个“孪生体”,两者在整个生命周期同步发展,从而更高效的完成产品在设计、建构、运营、监控的整个生命周期的发展。

打个简单的比喻,就是用在工业领域,造飞机的时候,工程师在有新的设计灵感时,不用亲自去拧螺丝,改动物理实体,而是在线上建个一样的“数字孪生”模型,在模型上进行修改,这样就更省时、省力了。

在2017年之后,数字孪生在智能工厂、矿业、能源、生物工程、汽车等领域得到飞速发展。

比如,公开新闻报道,美国通用电气在Predix物联网平台上利用数字孪生技术,并号称打造了120万个数字孪生体,对飞机发动机进行实时监控、故障检测和预测性维护,提高工厂的可靠性。

再比如,在上汽通用奥特能超级工厂,电池生产的设计初期,就会针对涂胶轨迹、速度、出胶量等工艺进行数百次虚拟仿真,利用大数据形成最优参数,在正式生产时则将仿真运行后的最优数据输出到现场设备,并配合3D视觉手段,最终实现测量精度小于0.1mm。

2020年,市场机构统计,数字孪生市场价值达到31亿美元,而行业分析师推测,截至2026年,数字孪生可能会继续大幅增长,攀升至约482亿美

鉴于此,通信专家也在研究,利用数字孪生来评估网络性能,预测环境变化对网络的影响,并相应地优化5G网络流程和决策

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5G如何利用数字孪生?

数字孪生可以应用在5G系统的方方面面,可以覆盖5G核心网、Mac、PHY层等,比如,在物理层,数字孪生可以模拟路径损耗、干扰、衰落、地形、移动、天气、天线、频率、调制、数据速率等;而在更高的协议层,甚至可以模拟波形、协议、带宽、QoS等。
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举一个典型场景,热点区域覆盖

在城市街道召开重大节假日活动,体育场馆举办大型赛事活动时,一般会有一波用户的大幅增长,网络拥塞压力比较大,而针对这些热点区域,可以利用数字孪生提前规划网络,优化网络部署。

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利用数字孪生可以实现:

•还原场景细节

3D城市地形(建筑物,街道…)和城市频道传播

视距(LoS)传输和非视距传输(NLoS)通信

行人流动性+用户行为模型、交通模式

可以模拟超过 2万人的用户

兼顾语音+数据蜂窝网络

•随着用户的增加,分析基站的资源(流量、带宽)分配

•改进通道分配和呼叫准入流程,以应对用户的增长

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此外,数字孪生可以仿真5G行业专网、车联网、卫星通信等,实时模拟设备和真实应用,增加网络可靠性,节省运营商、通信企业、行业企业运营成本。

是德科技可以提供将高保真设备、子系统模型和测量集成到端到端应用层的数字孪生。

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是德科技最新推出系列直播对话节目「科技零距离」,邀请行业资深专家一起“圆桌对话”。不仅聊硬核的技术,也谈有趣的研发故事,更想探讨如何解开新技术研发测试中的难题。

12月22日—4月30日,4个月时间,6场直播,10+位行业专家,围绕5G、TSN、UWB、数字孪生、自动驾驶等“高大上”的科技话题,聊出“接地气”的秒懂氛围。

快报名成为「科技零距离」观众,不仅可以聆听专家对话,也可以参与实时互动,与嘉宾“连麦”切磋,提前注册报名,有机会获得精美礼品。


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