[論文レビュー] A Vision of 6G Wireless Systems: Applications, Trends, Technologies, and Open Research Problems

Walid Saad, Mehdi Bennis+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 26, 2019

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 18被引用数 244

ひとこと要約

本論文は6Gに向けた前方視野のビジョンを提示し、推進となるアプリケーション、新しいサービスクラス、実現技術、そして未解決問題を含む研究ロードマップを概説する。6Gは通信・計算・制御・位置特定・センシング（3CLS）を統合し、高周波スペクトルを超えてLIS、AI主導のネットワーク、クロスドメイン統合へと拡張するという主張を展開している。

ABSTRACT

The ongoing deployment of 5G cellular systems is continuously exposing the inherent limitations of this system, compared to its original premise as an enabler for Internet of Everything applications. These 5G drawbacks are currently spurring worldwide activities focused on defining the next-generation 6G wireless system that can truly integrate far-reaching applications ranging from autonomous systems to extended reality and haptics. Despite recent 6G initiatives1, the fundamental architectural and performance components of the system remain largely undefined. In this paper, we present a holistic, forward-looking vision that defines the tenets of a 6G system. We opine that 6G will not be a mere exploration of more spectrum at high-frequency bands, but it will rather be a convergence of upcoming technological trends driven by exciting, underlying services. In this regard, we first identify the primary drivers of 6G systems, in terms of applications and accompanying technological trends. Then, we propose a new set of service classes and expose their target 6G performance requirements. We then identify the enabling technologies for the introduced 6G services and outline a comprehensive research agenda that leverages those technologies. We conclude by providing concrete recommendations for the roadmap toward 6G. Ultimately, the intent of this article is to serve as a basis for stimulating more out-of-the-box research around 6G.

研究の動機と目的

• 6Gの推進アプリケーションとそれらの性能要件を特定する。
• スループット、信頼性、遅延、およびヒューマンファクターを横断する新しい6Gのサービスクラスを提案する。
• 6Gを実現する技術（AI、LIS、DSN、3CLS）とそれを支えるアーキテクチャの転換を概説する。
• 6Gロードマップのオープンな課題と提言を含む研究アジェンダを提供する。

提案手法

• 6Gを推進する新興のIoEアプリケーションと技術動向の調査。
• 新しいサービスクラスとそれに対応する性能目標の定義。
• 実現技術とアーキテクチャ概念（LIS、エッジAI、陸空地上ネットワークの統合）の議論。
• 分類されたオープン問題と分析フレームワークを含む研究アジェンダの提案。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのアプリケーションとトレンドが6Gロードマップを定義し、それに必要な性能目標は何か？
• RQ2 新しい6Gのサービスクラスとそれらの目標指標は何か？
• RQ3 6Gの3CLSとAI対応ネットワークを支えるために必要な実現技術とアーキテクチャは何か？
• RQ4 6Gを発展させる主要なオープン研究課題と方向性は何か？

主な発見

• 6Gはサブ-6 GHzを超えてmmWaveおよびTHz帯へ拡張し、最大1 Tbpsのエンドツーエンド速度と超低遅延、ほぼ100%の信頼性を実現することが想定されている。
• XR、BCI、CRAS、IoEを支援するためのMB RLLC、mURLLC、ヒューマンセントリックサービス、MPSなどの新しいサービスクラスの導入。
• 通信・計算・制御・位置特定・センシング（3CLS）の統合を6Gの基盤原理として位置付ける。
• エッジAIとAI主導のプロトコルを備えた知能的で自己持続型のネットワーク（SSN）を重視。
• 地上・空中・衛星ネットワークの異種ネットワークの統合とエネルギー伝送の概念を6G内で強調。
• ホログラフィックラジオと大規模知的表面（LIS）を主要な実現技術として推進。