[논문 리뷰] A Comprehensive Survey on 6G Networks:Applications, Core Services, Enabling Technologies, and Future Challenges

Amin Shahraki, Mahmoud Abbasi외 2명|arXiv (Cornell University)|2021. 01. 29.

Advanced Wireless Communication Technologies참고 문헌 118인용 수 101

한 줄 요약

이 설문조사는 6G 네트워크를 포괄적으로 검토하며, 5G를 넘어선 동기, KPI, 사용 사례 및 가능 기술, 함께 열려 있는 도전 과제와 향후 방향을 제시합니다.

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.

연구 동기 및 목표

• 성장하는 IoT와 새로운 사용 사례를 지원하기 위해 5G를 넘어서는 새로운 세대의 필요성을 설명한다.
• 6G의 요구사항, 동향, KPI 및 서비스 계층을 자세히 설명한다.
• 6G를 형성하는 연구 활동과 조직적 노력들을 요약한다.
• 6G를 위한 잠재적 가능 기술과 아키텍처적 고려사항을 식별한다.
• 해결되지 않은 과제와 향후 연구 방향을 강조한다.

제안 방법

• 다수의 설문조사 자료로부터 6G에 관한 기존 문헌을 검토하고 종합한다.
• 6G의 측면을 요구사항, 동향, KPI, 사용 사례, 서비스로 분류한다.
• 관련 설문조사들의 구조적 비교를 제시하여 본 연구의 위치를 제시한다(Table I).
• 진화하는 기술과 6G 연구 이니셔티브(ITU FG NET-2030, 6Genesis, TERRANOVA 등)를 개략한다.
• 가능 기술과 3D 커버리지, LISs, AI, THz 및 그 밖의 것들을 포괄하는 포괄적 시각을 제안한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 5G를 넘어서는 새로운 모바일 네트워크 세대가 필요한가, 그리고 왜 필요한가?
• RQ2 5G에 비해 6G의 기본 요구사항과 동향은 무엇인가?
• RQ3 6G를 주도하는 최신 연구 활동과 조직은 무엇인가?
• RQ4 주요 6G KPI와 잠재적 응용 분야는 무엇인가?
• RQ5 6G에 필수적인 새로운 서비스 계층과 가능 기술은 무엇이며, 남아 있는 도전 과제는 무엇인가?

주요 결과

• 6G는 더 넓은 주파수 대역(잠재적으로 73 GHz, 140 GHz, 1 THz, 3 THz)과 초저지연(end-to-end < 1 ms)을 제공할 것으로 기대된다.
• 새로운 서비스 계층으로 대용량 URLLC, eMBB, 그리고 Massive eMBB가 도입되어 높은 신뢰성, 대용량 데이터 속도, 대규모 연결 요구를 충족한다.
• 주요 6G 사용 사례로 홀로그램 통신, 산업 자동화, e-health, 촉각 인터넷, AR/VR, 그리고 프라이빗 6G 네트워크가 포함된다.
• 확인된 가능 기술로는 테라헤르츠 통신, AI 기반 네트워크 관리, LIS/IRS, 3D 커버리지, 위성-육상 네트워크의 통합 등이 있다.
• 본 논문은 ITU FG NET-2030, 6Genesis, TERRANOVA, NYU WIRELESS 등과 같은 진행 중인 연구 이니셔티브를 논의하고 주요 도전 과제와 향후 연구 방향을 개략한다.