[论文解读] Tactile Internet and its Contribution in the Development of Smart Cities

Tanweer Alam|arXiv (Cornell University)|Jun 20, 2019

IoT and Edge/Fog Computing参考文献 24被引用 7

一句话总结

本文提出触觉互联网（Tactile Internet, TI）作为下一代智慧城市变革性使能技术，利用超可靠低时延通信（URLLC），实现1ms往返时延，以支持实时的人机交互与机器间通信。文章主张采用IEEE 1918.1作为基础标准，以实现智能设备间高性能、安全且可靠的通信，将TI定位为5G驱动城市创新的关键使能技术。

ABSTRACT

The Tactile Internet (TI) is an emerging technology next to the Internet of Things (IoT). It is a revolution to develop the smart cities, communities and cultures in the future. This technology will allow the real-time interaction between human and machines as well as machine-to-machine with the 1ms challenge to achieve in round trip latency. The term TI is defined by International Telecommunication Union (ITU) in August 2014. The TI provides fast, reliable, secure and available internet network that is the requirements of the smart cities in 5G. Tactile internet can develop the part of world where the machines are strong and human are weak. It increases the power of machines so that the value of human power will increase automatically. In this framework, we have presented the idea of tactile internet for the next generation smart cities. This research will provide a high-performance reliable framework for the internet of smart devices to communicate with each other in a real-time (1ms round trip) using IEEE 1918.1 standard. The objective of this research is expected to bring a new dimension in the research of the smart cities.

研究动机与目标

• 确立触觉互联网作为未来智慧城市基础技术的目标。
• 解决城市物联网生态系统中超可靠低时延通信（URLLC）的关键需求。
• 提出一种基于IEEE 1918.1标准的高性能、安全且可靠的智能设备通信框架。
• 展示TI如何增强机器能力，从而提升智慧城市环境中的人类价值。
• 将TI定位为5G网络实现智慧城市应用实时响应能力的关键使能技术。

提出的方法

• 本文提出一种基于触觉互联网概念的通信框架，强调人与机器之间的实时交互。
• 识别出1ms往返时延作为TI的核心技术需求，与国际电信联盟（ITU）的定义及5G网络切片需求保持一致。
• 该框架利用IEEE 1918.1作为智慧城市环境中超可靠低时延通信的标准。
• 该方法强调网络基础设施的安全性、可靠性和可用性，以支持关键任务型城市应用。
• 将TI整合到更广泛的5G生态系统中，聚焦于智慧城市背景下机器间及人机交互。
• 研究将TI视为增强机器智能的手段，从而提升人类输入在城市系统中的价值。

实验结果

研究问题

• RQ1 触觉互联网如何在智慧城市中实现人与机器之间的实时、低时延交互？
• RQ2 哪些技术标准（如IEEE 1918.1）对于在智慧城市网络中实现1ms往返时延至关重要？
• RQ3 触觉互联网在增强机器能力的同时，如何提升城市环境中的人类价值？
• RQ4 触觉互联网如何支持5G赋能的智慧城市中超可靠低时延通信（URLLC）？
• RQ5 触觉互联网在推进下一代智慧城市基础设施中安全、可靠、可用通信方面发挥什么作用？

主要发现

• 触觉互联网实现了1ms目标往返时延的实时人机交互与机器间交互。
• IEEE 1918.1被确定为实现智慧城市通信框架所需可靠性和低时延的关键标准。
• 该框架支持安全、可靠且可用的网络性能，对关键任务型城市应用至关重要。
• 触觉互联网增强了机器智能，从而提升了人类输入在智慧城市运营中的价值。
• 该技术被定位为5G网络支持下一代智慧城市服务的关键使能技术。
• 研究建立了一个高性能通信模型，符合国际电信联盟（ITU）对触觉互联网的定义，适用于未来城市发展。