[논문 리뷰] Next-generation Wireless Solutions for the Smart Factory, Smart Vehicles, the Smart Grid and Smart Cities

Tai Manh Ho, Thinh Duy Tran외 5명|arXiv (Cornell University)|2019. 07. 23.

Advanced Wireless Communication Technologies참고 문헌 396인용 수 43

한 줄 요약

이 설문조사는 5G가 수직 도메인(스마트 팩토리, 스마트 자동차, 스마트 그리드, 스마트 시티)에 걸친 자동화를 어떻게 가능하게 하는지 분석하고, 서비스 유형, 요구 사항, 가능 기술, 도전 과제를 상세히 제시하며 6G 비전에 대한 간략한 시각을 제공합니다.

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.

연구 동기 및 목표

• 수직 도메인(스마트 팩토리, 스마트 자동차, 스마트 그리드, 스마트 시티)에서 자동화를 위한 핵심 5G 성능 요구사항 식별.
• 자동화 맥락에서 eMBB, uRLLC, 및 mMTC를 지원하는 5G 기술을 조사.
• 수직 도메인 자동화를 위한 산업계와 학계의 도전과제와 연구를 논의.
• 수직 도메인 전반의 자동화를 가능하게 하는 최첨단 5G 기술을 요약.
• 자동화를 위한 미래의 6G 비전에 대한 간략한 관점을 제시.

제안 방법

• ITU 정의에 따라 5G 서비스를 eMBB, uRLLC, 및 mMTC로 분류하고 이를 수직 도메인 사용 사례에 매핑합니다.
• 다중 연결성, V2X, mmWave, 대규모 MIMO, 엣지 컴퓨팅 등 각 서비스 유형에 대한 가능 기술을 검토합니다.
• ITU IMT-2020/3GPP 참조에서 요구사항 및 사용 사례 표를 요약합니다.
• 관련 설문조사를 비교하고 본 논문의 고유한 커뮤니케이션 중심 관점을 제시합니다.
• 자동화와 관련된 6G 개념에 대한 고수준 관점을 제공합니다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 5G 서비스 유형 및 스마트 팩토리, 스마트 자동차, 스마트 그리드, 스마트 시티에서 자동화를 위한 성능 요구사항은 무엇인가?
• RQ2 이들 수직 도메인에서 자동화를 지원하는 5G의 가능 기술은 무엇인가?
• RQ3 이 도메인에서 5G를 자동화에 채용하는 데 있어 주요 도전과제는 무엇인가?
• RQ4 수직 도메인 자동화를 위한 6G로의 상상되는 경로는 무엇인가?

주요 결과

• 5G 서비스는 수직 도메인에서 자동화 필요를 충족하기 위해 eMBB, uRLLC, 및 mMTC로 분류됩니다.
• uRLLC는 임무-중요 자동화 작업을 위한 초저 지연 및 높은 신뢰성을 목표로 합니다.
• eMBB는 대역폭이 큰 애플리케이션을 위해 높은 데이터 속도와 광범위한 커버리지를 제공합니다.
• mMTC는 IoT/센서 네트워크를 위한 낮은 복잡도와 긴 배터리 수명을 가지는 대규모 디바이스 연결을 가능하게 합니다.
• 이 설문조사는 자동화의 기초로 다중 연결성, V2X, 및 대규모 MIMO와 같은 가능 기술을 논의합니다.