[论文解读] A Comprehensive Survey on 6G Networks:Applications, Core Services, Enabling Technologies, and Future Challenges

Amin Shahraki, Mahmoud Abbasi+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 29, 2021

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 118被引用 101

一句话总结

本综述全面评述了6G网络，概述了超越5G的动机、关键绩效指标、用例以及使能技术，并讨论了开放挑战与未来方向。

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.

研究动机与目标

• 解释需要超越5G的新一代以支持日益增长的物联网和新型用例。
• 阐明6G的要求、趋势、KPI和服务类别。
• 总结塑造6G的研究活动与组织努力。
• 识别6G潜在的使能技术与架构考量。
• 突出尚待解决的挑战和未来的研究方向。

提出的方法

• 对来自多个综述来源的6G现有文献进行评审与综合。
• 将6G各方面归类为要求、趋势、KPI、用例和服务。
• 呈现相关综述的结构化比较（表I）以定位本工作。
• 概述正在发展的技术与6G研究倡议（ITU FG NET-2030、6Genesis、TERRANOVA 等）。
• 提出一个全面的视图，涵盖使能技术与3D覆盖、LIS/IRS、AI、THz及其他领域。

实验结果

研究问题

• RQ1 是否需要超越5G的新一代移动网络，以及原因？
• RQ2 相对于5G，6G的基本要求与趋势是什么？
• RQ3 推动6G的最新研究活动与组织有哪些？
• RQ4 关键的6G KPI以及潜在应用是什么？
• RQ5 6G所必需的新服务等级与使能技术是什么，以及仍存在哪些挑战？

主要发现

• 6G预计将提供更广的频段（可能是73 GHz、140 GHz、1 THz、3 THz）和超低时延（端到端<1 ms）。
• 新服务类别包括 massive URLLC、eMBB 和 Massive eMBB 以满足高可靠性、高数据速率和大规模连接的需求。
• 典型的6G用例包括全息通信、工业自动化、电子健康、触觉互联网、AR/VR，以及私有6G网络。
• 识别出一系列使能技术，例如太赫兹通信、AI驱动的网络管理、LIS/IRS、3D覆盖，以及卫星/地面网络一体化。
• 本文讨论正在进行的研究倡议（ITU FG NET-2030、6 Genesis、TERRANOVA、NYU WIRELESS 等）并概述关键挑战与未来研究方向。