[論文レビュー] Next-generation Wireless Solutions for the Smart Factory, Smart Vehicles, the Smart Grid and Smart Cities

Tai Manh Ho, Thinh Duy Tran+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 23, 2019

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 396被引用数 43

ひとこと要約

この調査は、5G が垂直ドメイン（smart factory, smart vehicle, smart grid, smart city）での自動化をどのように実現するかを分析し、サービスタイプ、要件、実現技術、および課題を詳述し、6G vision について簡潔に触れる。

ABSTRACT

5G wireless systems will extend mobile communication services beyond mobile telephony, mobile broadband, and massive machine-type communication into new application domains, namely the so-called vertical domains including the smart factory, smart vehicles, smart grid, smart city, etc. Supporting these vertical domains comes with demanding requirements: high-availability, high-reliability, low-latency, and in some cases, high-accuracy positioning. In this survey, we first identify the potential key performance requirements of 5G communication in support of automation in the vertical domains and highlight the 5G enabling technologies conceived for meeting these requirements. We then discuss the key challenges faced both by industry and academia which have to be addressed in order to support automation in the vertical domains. We also provide a survey of the related research dedicated to automation in the vertical domains. Finally, our vision of 6G wireless systems is discussed briefly.

研究の動機と目的

• 垂直ドメイン（smart factory, smart vehicle, smart grid, smart city）における自動化のための主要な5G性能要件を特定する。
• 自動化文脈において eMBB、uRLLC、および mMTC をサポートする5G技術を調査する。
• 垂直ドメインの自動化に関する産業界と学術界の課題と研究を論じる。
• 垂直ドメイン全体で自動化を可能にする最新の5G技術を要約する。
• 自動化における将来の6G vision の展望を簡潔に提供する。

提案手法

• ITU 定義に従って5GサービスをeMBB、uRLLC、およびmMTCに分類し、それらを垂直ドメインのユースケースに対応づける。
• 各サービスタイプの実現技術を検討し、マルチコネクティビティ、V2X、mmWave、massive MIMO、エッジコンピューティングを含む。
• ITU IMT-2020/3GPP の参照資料から要件とユースケース表を要約する。
• 関連する調査を比較し、本論文の独自の通信中心の観点を位置づける。
• 自動化に関連する6G概念のハイレベルな展望を提供する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スマートファクトリ、スマートビークル、スマートグリッド、スマートシティにおける自動化のための5Gサービス種とその性能要件は何か？
• RQ2 これらの垂直ドメインで自動化を支援する5Gの実現技術は何か？
• RQ3 これらの領域で自動化のために5Gを採用する際の主要な課題は何か？
• RQ4 垂直ドメインにおける自動化のための6Gへの想定される道筋は何か？

主な発見

• 5Gサービスは、垂直ドメインの自動化ニーズを満たすためにeMBB、uRLLC、およびmMTCに分類される。
• uRLLCは、ミッションクリティカルな自動化タスクのために超低遅延と高信頼性を目標とする。
• eMBBは、帯域幅を高く要求するアプリケーションに対して高データレートと広範なカバレッジを提供する。
• mMTCはIoT/センサーネットワークのために、低複雑さと長いバッテリ寿命で大規模なデバイス接続を可能にする。
• 本調査は、マルチコネクティビティ、V2X、massive MIMO などの実現技術を自動化の基盤として論じている。