[논문 리뷰] A Vision of 6G Wireless Systems: Applications, Trends, Technologies, and Open Research Problems

Walid Saad, Mehdi Bennis외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 02. 26.

Advanced Wireless Communication Technologies참고 문헌 18인용 수 244

한 줄 요약

본 논문은 6G에 대한 미래지향적 비전을 제시하며 핵심 응용 분야, 새로운 서비스 계층, 가능 기술들, 그리고 열린 문제를 포함한 연구 로드맵을 제시한다. 6G가 통신, 컴퓨팅, 제어, 위치추적, 센싱(3CLS)을 수렴하고 고주파 스펙트럼을 넘어 LIS, AI 주도 네트워크, 교차 도메인 통합으로 확장될 것이라고 주장한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 6G의 주요 응용 분야와 그 성능 요건을 식별한다.
• 전송 속도, 신뢰성, 지연 및 인간 요소를 포괄하는 새로운 6G 서비스 계층을 제안한다.
• 6G를 가능하게 하는 기술과 아키텍처 변화(AI, LIS, DSN, 3CLS)를 개요한다.
• 6G 로드맵을 위한 열린 문제 및 권고안을 포함하는 연구 의제를 제시한다.

제안 방법

• 6G를 주도하는 새로운 IoE 응용 및 기술 트렌드에 대한 조사.
• 새로운 서비스 계층과 대응하는 성능 목표의 정의.
• 가능 기술 및 아키텍처 개념(LIS, 에지 AI, 지상/위성 네트워크의 통합)에 대한 논의.
• 범주화된 열린 문제와 분석 프레임워크를 포함하는 연구 의제의 제안.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 6G 로드맵을 정의하는 응용 분야와 트렌드 및 그에 필요한 성능 목표는 무엇인가?
• RQ2 새로운 6G 서비스 계층과 그 목표 지표는 무엇인가?
• RQ3 6G 3CLS와 AI 기반 네트워크를 지원하는 데 필요한 가능 기술과 아키텍처는 무엇인가?
• RQ4 6G를 개발하기 위한 주요 열린 연구 문제와 방향은 무엇인가?

주요 결과

• 6G는 엔드-투-엔드 속도를 최대 1 Tbps로 제공하고 초저지연과 거의 100%에 가까운 신뢰성을 달성하며, sub-6 GHz를 넘어 mmWave 및 THz 대역까지 확장될 것으로 기대된다.
• XR, BCI, CRAS, IoE를 지원하기 위한 MB RLLC, mURLLC, 인간 중심 서비스, MPS와 같은 새로운 서비스 계층의 도입.
• 통신, 컴퓨팅, 제어, 위치추적, 센싱의 수렴(3CLS)을 6G의 기본 원칙으로 제시.
• 에지 AI와 AI 기반 프로토콜을 갖춘 지능형 자가 지속 가능한 네트워크(SSN)에 대한 강조.
• 지상, 공중, 위성 네트워크의 이질적 네트워크 통합과 에너지 전달 개념의 6G 내 하이라이트.
• 홀로그램 라디오와 대형 지능 표면(LIS)을 핵심 가능 기술로 홍보.