[論文レビュー] Tactile Internet and its Contribution in the Development of Smart Cities

Tanweer Alam|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2019

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 24被引用数 7

ひとこと要約

本論文は、1msの往復遅延を実現する超信頼性低遅延通信（URLLC）を活用することで、次世代スマートシティの変革的インフラとしてのタクチルインターネット（TI）を提唱する。TIは、人間と機械、および機械同士のリアルタイム相互作用を支援する。本論文は、スマートデバイス間の高性能で安全かつ信頼性の高い通信を実現する基盤標準としてIEEE 1918.1を提唱し、5G駆動の都市イノベーションにおけるTIの重要な役割を位置づけている。

ABSTRACT

The Tactile Internet (TI) is an emerging technology next to the Internet of Things (IoT). It is a revolution to develop the smart cities, communities and cultures in the future. This technology will allow the real-time interaction between human and machines as well as machine-to-machine with the 1ms challenge to achieve in round trip latency. The term TI is defined by International Telecommunication Union (ITU) in August 2014. The TI provides fast, reliable, secure and available internet network that is the requirements of the smart cities in 5G. Tactile internet can develop the part of world where the machines are strong and human are weak. It increases the power of machines so that the value of human power will increase automatically. In this framework, we have presented the idea of tactile internet for the next generation smart cities. This research will provide a high-performance reliable framework for the internet of smart devices to communicate with each other in a real-time (1ms round trip) using IEEE 1918.1 standard. The objective of this research is expected to bring a new dimension in the research of the smart cities.

研究の動機と目的

• 将来のスマートシティの基盤技術としてタクチルインターネット（TI）を確立すること。
• 都市部のIoTエコシステムにおける超信頼性低遅延通信（URLLC）の重要なニーズに対応すること。
• IEEE 1918.1規格を活用した、スマートデバイス向けの高性能で安全かつ信頼性の高い通信フレームワークを提案すること。
• TIが機械の能力を強化することで、スマート都市環境における人間の価値を高めることを示すこと。
• 5Gネットワークがスマートシティアプリケーションにおけるリアルタイム応答性を実現するうえで、TIを重要なインフラとして位置づけること。

提案手法

• 本論文は、人間と機械の間でのリアルタイム相互作用を重視する、タクチルインターネット（TI）を基盤とする通信フレームワークを提唱する。
• TIのコア技術的要件として、1msの往復遅延を特定し、ITUの定義と5Gネットワークスライシングの要件と整合させる。
• スマートシティ環境における超信頼性低遅延通信の標準として、IEEE 1918.1を活用する。
• ミッションクリティカルな都市アプリケーションを支えるために、ネットワークインfraのセキュリティ、信頼性、可用性を強調する。
• TIを包括的な5Gエコシステムに統合し、スマートシティの文脈における機械間および人間と機械の相互作用に焦点を当てる。
• 研究は、TIを機械知能の強化手段として位置づけ、都市システムにおける人間の入力価値を高めることを目的とする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 タクチルインターネット（TI）は、スマートシティにおける人間と機械の間で、どのようにリアルタイムで低遅延の相互作用を実現できるか？
• RQ2 1msの往復遅延を達成するために、IEEE 1918.1のような技術的規格がどのように不可欠となるか？
• RQ3 タクチルインターネット（TI）は、都市環境における機械の能力をどのように強化し、人間の価値をどのように高めるか？
• RQ4 タクチルインターネット（TI）は、5G対応スマートシティにおける超信頼性低遅延通信（URLLC）をどのように支援するか？
• RQ5 次世代スマートシティインフラのための安全で信頼性が高く可用性の高い通信を進めるうえで、タクチルインターネット（TI）はどのような役割を果たすか？

主な発見

• タクチルインターネット（TI）は、1msのターゲット往復遅延を実現することで、リアルタイムの人間と機械、および機械同士の相互作用を可能にする。
• IEEE 1918.1は、スマートシティ通信フレームワークにおける必要な信頼性と低遅延を達成するうえで、極めて重要な規格であると特定された。
• フレームワークは、ミッションクリティカルな都市アプリケーションに不可欠な、安全で信頼性が高く可用性の高いネットワーク性能を支援する。
• タクチルインターネット（TI）は機械知能を強化することで、スマートシティ運用における人間の入力価値を高めている。
• この技術は、次世代のスマートシティサービスを支援する5Gネットワークの重要なインフラと位置づけられている。
• 本研究は、将来の都市開発に向けたITUのタクチルインターネット定義と整合する、高性能な通信モデルを確立した。