[论文解读] Next-generation Wireless Solutions for the Smart Factory, Smart Vehicles, the Smart Grid and Smart Cities

Tai Manh Ho, Thinh Duy Tran+5 more|arXiv (Cornell University)|Jul 23, 2019

Advanced Wireless Communication Technologies参考文献 396被引用 43

一句话总结

本综述分析5G如何在垂直领域（智能工厂、智能车辆、智能电网、智能城市）推动自动化，详细描述服务类型、需求、使能技术与挑战，并简要展望6G愿景。

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.

研究动机与目标

• 确定在垂直领域（智能工厂、智能车辆、智能电网、智能城市）中自动化的关键5G性能要求。
• 调研支持自动化场景中eMBB、uRLLC和mMTC的5G使能技术。
• 讨论产业界和学术界在垂直领域自动化方面的挑战与研究。
• 总结在各垂直领域中使能自动化的最前沿5G技术。
• 提供对未来6G在自动化方面愿景的简要观点。

提出的方法

• 按照ITU定义将5G服务分类为eMBB、uRLLC和mMTC，并将它们映射到垂直领域的用例。
• 评审每种服务类型的使能技术，包括多连接、V2X、毫米波、Massive MIMO和边缘计算。
• 总结来自ITU IMT-2020/3GPP参考的需求和用例表。
• 比较相关综述并定位本文独特的以通信为中心的视角。
• 提供与自动化相关的6G概念的高层次视角。

实验结果

研究问题

• RQ1 在智能工厂、智能车辆、智能电网和智能城市中，5G服务类型及其性能要求是什么？
• RQ2 5G中哪些使能技术支持这些垂直领域的自动化？
• RQ3 在这些领域采用5G进行自动化的关键挑战是什么？
• RQ4 面向垂直领域自动化，向6G发展的设想路径是什么？

主要发现

• 5G服务被分类为eMBB、uRLLC和mMTC，以满足垂直领域的自动化需求。
• uRLLC面向超低时延和高可靠性，以实现关键任务的自动化。
• eMBB提供高数据速率和广覆盖，适用于带宽密集型应用。
• mMTC实现大规模设备连接，具低复杂性和长电池寿命，适用于物联网/传感器网络。
• 该综述将多连接、V2X和Massive MIMO等使能技术作为自动化的基础进行讨论。