近年来,随着数字化工厂的快速发展以及第五代移动通信技术（The fifth Generation,5G）对垂直行业的有力支持,无线工业互联网（Wireless Industrial Internet,WII）凭借其部署灵活、调试方便和安装维护成本低等优点将为未来工业的发展提供强有力的支撑。除此之外,规模日益扩大的工厂内的业务种类也变得多种多样,例如高清视频监控、精密制造控制以及应急报警系统等。这些业务可以分为两类,即增强移动宽带（enhanced Mobile Broadband,eMBB）业务以及高可靠低时延通信（ultra Reliable Low Latency Communications,URLLC）业务。在此基础上,结合精密制造行业对我国重大的战略意义,本文对工厂内URLLC业务的通信可靠性进行了重点研究,尽最大努力地降低URLLC设备的解码错误率。然而,由于无线资源的有限性以及混合的eMBB业务对吞吐量等指标的高需求,如何合理地分配资源来满足各项业务的性能指标面临着诸多挑战。传统的无限码长编码方式由于其不灵活的调度带来了较高的时延,不再适用于URRLC业务。基于此,面向无线工业互联网中资源受限、业务混合多样、eMBB业务的高吞吐量以及URLLC业务对可靠性和时延的严格要求等特点,本文通过全新的有限码长编码方式分析得到了URLLC设备的解码错误率,进而对其优化研究,设计了多种全新的信息传输架构和资源分配算法,尽可能地提高工业生产中精密制造类业务的可靠性。与此同时,面对工厂内共存的各种类型业务,保证其满足关键的指标要求,从而不影响工厂的整体运行。论文的主要工作如下:首先,针对无线工业互联网中较高的路径损耗导致的传输可靠性下降的问题。本文在数字化工厂的集中式中央控制器下,引入了中继来转发信息,设计了一种直传链路与中继转发链路共存的双链路信息传输架构。并在该架构下提出了一个联合优化功率控制、中继部署以及编码长度的资源分配算法,以获得最小化的URLLC设备解码错误率。除此之外,本文利用了线性近似与概率论的方法获得了解码错误率的闭式表达式,解决了因为其存在复杂的互补累计分布函数而无法求解的难题。在此基础上,通过块坐标下降优化（Block Coordinate Descent Optimization,BCDO）算法将优化问题解耦为三个子问题,通过丁克尔巴赫算法、变量松弛、连续凸逼近（Successive Convex Approximation,SCA）以及凸差变换（Difference of Convex,DC）等方法分别得到了优化后的传输功率、中继部署以及编码长度。进而将三个子问题交替迭代获得了最小化的设备解码错误率。最后,通过数值仿真验证了所提资源分配算法的有效性以及对比了所提算法与其他方案的增益,证明了该方案可以显著地提升系统的可靠性。其次,针对上述的单一集中式中央控制器覆盖不足的特点以及无线工业互联网中URLLC业务对可靠性的严格要求,本文设计了一种在工厂车间内部署分布式多接入点进行信息传输的通信架构。并在该架构下提出了一个联合优化设备与接入点之间的连接选择、功率控制以及接入点部署的资源分配算法,以获得最小化的URLLC设备解码错误率。为了解决这个混合整数非线性优化问题,本文将设备与接入点之间的连接选择、功率控制问题与接入点的部署问题分开处理。通过分支定界、变量替换、SCA以及DC的方法在固定一个的问题的条件下解决另一个问题。然后交替迭代两者以获得最小化的设备解码错误率。最后,仿真验证了所提资源分配算法的收敛性和有效性,证明其可以显著提升系统的可靠性。最后,针对无线工业互联网内混合业务在有限资源下的资源分配问题,本文引入了一种基于频带打孔的混合业务资源分配策略,并设计了打孔权重矩阵以使得URLLC业务可从eMBB业务处合理地抢占资源。进而在满足eMBB业务高吞吐量的前提下尽可能地提升URLLC业务的可靠性。在此基础上提出了一个联合优化功率控制、带宽预分配以及打孔权重矩阵的资源分配算法,以获得最小化的URLLC设备解码错误率。通过指数锥定界、变量替换、SCA以及DC等方法分别得到了优化后的传输功率、带宽预分配以及打孔权重矩阵。进而采用BCDO算法交替迭代获得了最小化的设备解码错误率。最后仿真验证了所提资源分配算法的有效性与收敛性,同时证明了所提算法与其他参考文献相比有明显的增益,可以显著地提升系统的可靠性。