[論文レビュー] A Comprehensive Survey on 6G Networks:Applications, Core Services, Enabling Technologies, and Future Challenges

Amin Shahraki, Mahmoud Abbasi+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 2021

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 118被引用数 101

ひとこと要約

本調査は6Gネットワークを総合的にレビューし、5Gを超える動機、KPI、ユースケース、実現技術、さらには未解決の課題と将来の方向性を概説します。

ABSTRACT

Cellular Internet of Things (IoT) is considered as de facto paradigm to improve the communication and computation systems. Cellular IoT connects massive number of physical and virtual objects to the Internet using cellular networks. The latest generation of cellular networks, e.g. fifth-generation (5G), use evolutionary and revolutionary technologies to notably improve the performance of wireless networks. However, given the envisioned new use-cases, e.g., holographic communication, and the ever-increasing deployment of massive smart-physical end-devices in IoT, the volume of network traffic has considerably raised, and therefore, the current generation of mobile networks cannot wholly meet the ever-increasing demands. Hence, it is envisioned that the next generation, sixth generation (6G) networks, need to play a critical role to alleviate such challenges in IoT by providing new communication services, network capacity, and ultra-low latency communications (uRLLC). In this paper, first, the need for 6G networks is discussed. Then, the potential 6G requirements and trends, as well as the latest research activities related to 6G are introduced e.g., Tactile Internet and Terahertz (THz). Furthermore, the key performance indicators, applications, new services, and the potential key enabling technologies for 6G networks are presented. Finally, several potential unresolved challenges for future 6G networks are presented.

研究の動機と目的

• 成長するIoTと新規ユースケースを支えるため、5Gを超える新世代の必要性を説明する。
• 6Gの要件、動向、KPI、サービスクラスを詳述する。
• 6Gを形づくる研究活動と組織的取り組みを要約する。
• 6Gの潜在的な実現技術とアーキテクチャ上の考慮事項を特定する。
• 未解決の課題と将来の研究方向性を強調する。

提案手法

• 複数の調査ソースから6Gに関する既存文献をレビューし、統合する。
• 6Gの側面を要件、動向、KPI、ユースケース、サービスに分類する。
• 関連調査の構造化された比較（Table I）を提示し、本研究の位置づけを行う。
• 進化する技術と6Gの研究イニシアティブ（ITU FG NET-2030、6Genesis、TERRANOVA など）を概説する。
• 実現技術と3Dカバレージ、LISs、AI、THz、およびそれ以降を含む包括的な見解を提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 5Gを超える新しいモバイルネットワーク世代が必要なのか、そしてなぜか？
• RQ2 5Gと比較したときの基本的な6Gの要件と動向は何か？
• RQ3 6Gを推進する最新の研究活動と組織は何か？
• RQ4 重要な6GのKPIと潜在的なアプリケーションは何か？
• RQ5 6Gにとって新しいサービスクラスと実現技術で不可欠なものは何か、そして残る課題は何か？

主な発見

• 6Gはより広い周波数帯を提供し、エンドツーエンドの低遅延を実現すると期待される（おそらく73 GHz、140 GHz、1 THz、3 THz）。
• 新しいサービスクラスには、高信頼性低遅延通信URLLCの大規模模板、eMBB、そしてMassive eMBBが含まれ、高い信頼性・高速データレート・大規模接続ニーズに対応する。
• 代表的な6Gのユースケースには、ホログラフィック通信、産業自動化、e-health、触覚インターネット、AR/VR、そしてプライベート6Gネットワークが含まれる。
• A range of enabling technologies is identified, such as Terahertz communications, AI-driven network management, LIS/IRS, 3D coverage, and integrated satellite/terrestrial networks.
• 本論文は進行中の研究イニシアティブ（ITU FG NET-2030、6Genesis、TERRANOVA、NYU WIRELESS など）を議論し、重要な課題と将来の研究方向性を概説する。