[论文解读] 6G: Envisioning the Key Issues and Challenges

Sabuzima Nayak, Ripon Patgiri|arXiv (Cornell University)|Apr 7, 2020

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 12被引用 9

一句话总结

本文展望了6G移动通信技术面临的关键技术和系统性挑战，聚焦于实现超高质量服务（QoS）和用户体验（QoE）所必需的硬件、软件及使能技术。文章从器件级组件到网络软件化，识别出关键的研究空白，旨在指导未来发展方向，以期在2030年前实现6G愿景。

ABSTRACT

In 2030, we are going to evidence the 6G mobile communication technology, which will enable the Internet of Everything. Yet 5G has to be experienced by people worldwide and B5G has to be developed; the researchers have already started planning, visioning, and gathering requirements of the 6G. Moreover, many countries have already initiated the research on 6G. 6G promises connecting every smart device to the Internet from smartphone to intelligent vehicles. 6G will provide sophisticated and high QoS such as holographic communication, augmented reality/virtual reality and many more. Also, it will focus on Quality of Experience (QoE) to provide rich experiences from 6G technology. Notably, it is very important to vision the issues and challenges of 6G technology, otherwise, promises may not be delivered on time. The requirements of 6G poses new challenges to the research community. To achieve desired parameters of 6G, researchers are exploring various alternatives. Hence, there are diverse research challenges to envision, from devices to softwarization. Therefore, in this article, we discuss the future issues and challenges to be faced by the 6G technology. We have discussed issues and challenges from every aspect from hardware to the enabling technologies which will be utilized by 6G.

研究动机与目标

• 识别并分析6G移动通信为实现其雄心勃勃的性能与体验目标所必须解决的主要技术与系统性挑战。
• 考察从5G及Beyond-5G（B5G）向6G的演进过程，结合全球研究计划与不断变化的用户需求。
• 全面探讨从物理层硬件到网络软件化与系统架构的各类挑战，以实现6G中高QoS与QoE。
• 提供一份全面的研究路线图，通过突出各技术层级中的关键问题，指导未来6G的创新。

提出的方法

• 基于全息通信、增强现实（AR）和虚拟现实（VR）等新兴应用，对6G需求进行系统性分析。
• 识别从器件级组件到网络软件化与系统集成的整个技术栈中的挑战。
• 调研当前全球研究计划与技术趋势，以预测6G发展的未来方向与制约因素。
• 将挑战划分为硬件、软件与使能技术三大领域，以结构化方式组织研究讨论。
• 运用远景规划与需求收集技术，将未来应用场景映射为技术需求。
• 强调用户体验质量（QoE）作为核心设计原则，影响网络与设备级的优化策略。

实验结果

研究问题

• RQ1 为在2030年前实现6G移动网络，必须克服的主要技术挑战是什么？
• RQ2 全息通信与AR/VR等新兴应用如何塑造6G网络性能与QoE的需求？
• RQ3 从5G与B5G向6G过渡过程中，关键的硬件、软件与系统级挑战有哪些？
• RQ4 软件化与网络架构创新如何支持6G对可扩展性与适应性的需求？
• RQ5 全球研究计划在塑造6G愿景与技术发展轨迹方面发挥什么作用？

主要发现

• 6G需要从物理层硬件到系统级软件化的整体性方法，以满足未来需求。
• 从5G向6G的过渡需要应对网络架构、设备集成与用户体验质量（QoE）优化方面的全新挑战。
• 全息通信与沉浸式AR/VR等使能技术将推动对严格QoS与QoE要求的实现。
• 全球研究计划已全面启动，表明在部署前已开展协调一致的努力以定义并解决6G挑战。
• 6G系统的复杂性要求在从设备到网络功能的所有层级上实现集成化解决方案，以确保及时且有效的部署。
• 尽早规划未来挑战至关重要，以避免延误，并确保6G承诺——如无处不在的连接性与增强的用户体验——能如期实现。