A Comprehensive Survey on Spectrum Sharing Techniques for 5G/B5G Intelligent Wireless Networks: Opportunities, Challenges and Future Research Directions
本文综述5G/B5G智能无线网络中的AI赋能频谱共享方法，按认知无线电、机器学习、区块链等技术分类梳理文献，总结利用机遇、关键挑战并提出未来方向。
2022-11-17 cs.NI
Hybrid Satellite-Terrestrial Communication Networks for the Maritime Internet of Things: Key Technologies, Opportunities, and Challenges
随着海上活动的快速发展，海上移动终端的数量越来越多，对高速、超可靠的海上通信的需求也越来越大。传统上，海事物联网（IoT）由海事卫星实现。然而，卫星受到其高延迟和相对较低的数据率的严重限制。作为替代方案，可以建立基于海岸和岛屿的基站（BS），以使用第四代（4G）、第五代（5G）和超越5G服务来扩展地面网络的覆盖范围。无人驾驶飞行器也可以用作空中海上BS。尽管所有这些方法，仍然有一个有效的海上通信网络（MCN）的开放问题。例如，由于复杂的电磁传播环境、有限的几何上可用的BS站点以及来自关键任务应用的严格的服务需求，传统的通信和联网理论和方法应该针对海上场景进行定制。为此，我们提供了对海上通信需求的调查，最先进的MCN，以及提高传输效率，扩大网络覆盖范围和提供海上特定服务的关键技术。未来的挑战是开发一个环境感知、服务驱动和集成的卫星-空中-地面MCN，以便足够智能地利用外部辅助信息，例如，海况和大气条件。
2021-01-21 cs.NI
Quantum Technologies for Beyond 5G and 6G Networks: Applications, Opportunities, and Challenges
本文综述了量子技术与6G网络的融合，探讨了其在通信、计算和安全方面的应用、机遇与挑战，并指出了未来研究方向。
2025-04-23 cs.NI quant-ph
Network as a Service: The New Vista of Opportunities
与计算行业相比，网络行业在从具有有限抽象的封闭生态系统发展到具有定义良好的复杂高级抽象的更开放的生态系统方面进展缓慢。这导致了僵化的互联网架构，阻碍了创新，而且过于复杂。幸运的是，近年来网络的快速发展令人兴奋，出现了突出的趋势，使我们处于重大范式转变的尖端。特别地，诸如云计算、软件定义网络（SDN）和网络虚拟化之类的技术的出现正在推动“网络即服务”（NaaS）的新愿景，在该新愿景中，以云计算风格灵活且高效地管理网络。这些技术有望促进架构和技术创新，同时简化网络服务的调试、编排和组合。在本文中，我们将向读者介绍这些技术。在未来几年，云计算、SDN和网络虚拟化的趋势将进一步加强彼此的价值主张，NaaS将日益成为新网络调试的主导模式。
2016-06-10 cs.NI
Digital Twin of Wireless Systems: Overview, Taxonomy, Challenges, and Opportunities
未来的无线服务必须专注于通过启用各种应用（如延展实境、脑机交互和医疗保健）来提高生活质量。这些应用具有不同的性能要求（例如，用户定义的体验质量度量、等待时间和可靠性），这些都是现有无线系统难以满足的。为了满足新兴应用的多样化需求，最近提出了数字孪生的概念。数字孪生使用虚拟表示以及安全相关技术（例如，区块链），通信技术（例如，6G）、计算技术（例如，边缘计算）和机器学习，从而实现智能应用。在本教程中，我们将全面概述无线系统的数字孪生。首先，我们介绍了基本概念的概述（即，设计方面、高级架构和框架）。第二，为这两个不同的方面设计了一个全面的分类法。这些方面是双胞胎的无线和无线的双胞胎。对于无线方面的双胞胎，我们考虑参数，如双胞胎对象设计，原型设计，部署趋势，物理设备设计，接口设计，激励机制，双胞胎隔离和解耦。另一方面，对于双胞胎的无线，考虑了诸如双对象接入方面、安全性和隐私性以及空中接口设计等参数。最后，开放式研究的挑战和机遇，以及原因和可能的解决方案。
2022-02-05 cs.NI
Wireless Backhaul in 5G and Beyond: Issues, Challenges and Opportunities
随着无人机（UAV）、高空平台站（HAPS）、毫米波（mmWave）频率、大规模多输入多输出（mMIMO）和波束成形等新技术的引入，无线回程有望成为5G网络不可或缺的一部分。虽然这个概念并不新鲜，但与光纤回程相比，它在性能方面存在缺陷。然而，有了这些新技术，光纤不再是回程的最重要技术。随着网络密度的增加，无线回程已成为强制性的使用。如果要有效地使用无线回程，仍然存在需要解决的挑战。资源分配、部署、调度、功率管理和能量效率是这些问题中的一些。无线回程也是新技术的推动者，并显着改进了一些现有技术。仅举几例，农村连接，卫星通信和移动边缘计算是无线回程作为推动者的一些概念。具有无线回程的小小区使用提出了不同的安全挑战。蜂窝网络的管理机构正在进行标准化工作，特别是针对集成回程（IAB）概念，并且简要地提及这一点。最后，无线回程也预计将成为5G网络的重要组成部分，而新开发的概念，如无蜂窝网络，超大规模MIMO和极密集网络也显示了这一趋势。在本次调查中，我们介绍了5G中无线回程的上述问题、挑战、机遇和应用，同时简要介绍了5G之后无线回程的相关概念以及安全和标准化问题。
2021-07-20 cs.NI
6G for Vehicle-to-Everything (V2X) Communications: Enabling Technologies, Challenges, and Opportunities
我们正处于互联自动驾驶汽车新时代的风口浪尖，它将带来前所未有的用户体验、极大改善的道路安全和空气质量、高度多样化的交通环境和用例，以及大量的高级应用。实现这一宏伟愿景需要一个显著增强的车联网（V2X）通信网络，该网络应该非常智能，能够同时支持超快速、超可靠和低延迟的海量信息交换。预计第六代（6G）通信系统将满足下一代V2X的这些要求。在这篇文章中，我们概述了一系列关键的使能技术，从一系列领域，如新材料，算法和系统架构。针对真正的智能交通系统，我们设想机器学习将在先进的车辆通信和网络中发挥重要作用。为此，我们概述了机器学习在6G车载网络中的最新进展。为了促进这一领域的未来研究，我们讨论了这些技术的优势，开放的挑战，成熟度和增强领域。
2022-05-01 cs.IT cs.NI math.IT
Big Data Analytics for Manufacturing Internet of Things: Opportunities, Challenges and Enabling Technologies
Macau University of Science and Technology（澳门科技大学）；Norwegian University of Science & Technology（挪威科技大学）；Tianjin University（天津大学）；South China University of Technology（华南理工大学）；King Saud University（沙特国王大学）
信息和通信技术（ICT）的最新进展促进了传统计算机辅助制造业向智能数据驱动制造的演变。海量制造数据中的数据分析可以提取巨大的商业价值，同时由于制造数据的异构数据类型，巨大的数量和实时速度，也可能导致研究挑战。本文概述了制造业物联网（MIoT）中的大数据分析。本文首先讨论了大数据分析在MIoT制造数据中的必要性和挑战。然后，制造数据的大数据分析的使能技术进行了调查和讨论。此外，本文还概述了在这一有前途的领域的未来发展方向。
2019-09-01 cs.AI cs.CY cs.LG
Inter-Technology Coexistence in a Spectrum Commons: A Case Study of Wi-Fi and LTE in the 5 GHz Unlicensed Band
频谱共享机制需要仔细设计以实现未授权频带中的技术间共存，因为这些频带是异构技术和部署必须共存的频谱公共的实例。与许可频带不同，在许可频带中，多种技术只能在主-辅DSA模式中共存，频谱公共区提供了多种主导技术之间的竞争机会，例如Wi-Fi和最近提出的5GHz未许可频带中的LTE。在本文中，我们系统地研究了不同的频谱共享方案的性能，跨技术共存的频谱共享。我们的贡献是三方面的。首先，我们提出了一个总体框架，比较分析频谱共享机制在时间和频率，通过研究关键组成参数的影响。其次，我们提出了一种新的吞吐量和干扰模型的技术间共存，集成不同的分布式MAC共享机制在同一抽象层次。最后，我们提出了一个案例研究的IEEE 802.11n Wi-Fi和LTE在5 GHz的非授权频段，以获得可推广的洞察共存的频谱共享。我们广泛的仿真结果表明，LTE/Wi-Fi在5 GHz频段的共存可以简单地通过信道选择方案来确保，这样分时MAC机制就不重要了。我们还表明，在一般的同信道的情况下，MAC共享机制的共存性能强烈依赖于网络中的干扰耦合，由建筑屏蔽。因此，我们确定了两种制度：（ii）高干扰耦合，例如开放式室内或室外热点场景，其中LBT优于占空比机制。
2016-10-10 cs.NI
Internet-of-Things Devices and Assistive Technologies for Healthcare: Applications, Challenges, and Opportunities
University of Guelph（圭尔夫大学）
医疗条件和病例正在快速增长，物理空间开始受到限制。医院和诊所不再有能力接待大量的病人。很明显，卫生行业的现状需要改善其宝贵而有限的资源。物联网（IoT）设备的发展以及辅助技术可以缓解医疗保健中的问题，成为无线访问医疗保健服务的方便和简单的手段。有大量的物联网设备和潜在的应用程序可以利用这些技术可以提供的独特特性。然而，与此同时，这些服务也带来了新的挑战，需要妥善解决。在这篇文章中，我们回顾了一些流行的基于物联网的医疗保健应用程序及其设备。然后，我们描述了挑战，并讨论了研究如何正确地解决开放的问题，并改善现有的医疗保健实施。还讨论了进一步可能的解决方案，以显示其在未来医疗保健应用中的可行解决方案的潜力
2021-07-11 cs.CY cs.LG cs.NI
Context-based spectrum sharing in 5G wireless networks based on Radio Environment Maps
动态频谱共享可以为无线网络运营商提供许多益处。然而，其效率需要复杂的控制机制。它使用的上下文信息越多，网络的性能就越高。用于收集该信息、处理该信息以及控制由各种网络运营商管理的基站的设施是所谓的无线电环境地图（REM）子系统。本文提出了基于REM的4G/5G网络中基站功率电平分配方案，同时考虑对授权网络产生的干扰。假设两个网络具有不同的被服务用户简档，他们的位置和移动区域，这为频谱共享提供了机会。通过广泛的系统级仿真，并与两个广泛采用的基于政策的频谱共享参考方案进行了比较，所提出的方案进行了评估。仿真结果表明，利用丰富的上下文信息的动态方案，优于静态的，基于策略的频谱共享方案。
2018-11-07 cs.NI
IoT meets COVID-19: Status, Challenges, and Opportunities
由于COVID-19全球大流行，迫切需要充分利用现有技术。物联网（IoT）被认为是最具趋势的技术之一，在抗击冠状病毒爆发方面具有巨大潜力。物联网包括一个稀缺的网络，其中物联网设备感知环境并在互联网上发送有用的数据。在本文中，我们研究了与COVID-19相关的物联网应用的现状，确定了其部署和运营挑战，并提出了进一步遏制疫情的可能机会。此外，我们对实施物联网进行了分析，其中讨论了内部和外部因素。
2020-06-28 cs.DC cs.NI eess.SP
Coordinated Allocation of Radio Resources to Wi-Fi and Cellular Technologies in Shared Unlicensed Frequencies
针对 Wi-Fi 与蜂窝技术在共享非授权频段的共存问题，提出两种动态频谱共享方案，在不修改现有终端设备的前提下实现可配置粒度的资源复用，并通过定量与定性评估证明其优于直接共存。
2024-03-28 cs.NI
Intelligent Transportation Systems' Orchestration: Lessons Learned & Potential Opportunities
Western University（西安大略大学）；ISSAE-Cnam Liban（黎巴嫩国立应用科学学院-法国国立工艺学院）；CNAM Paris（巴黎法国国立工艺学院）
全球5G网络的部署力度不断加大，加速了企业/服务的数字化转型。这种增长导致了对新通信技术的需求，这将促进这一转变。6 G被提议作为实现这一目标的一组技术和架构。在5G网络出现并将继续在6 G网络中发挥关键作用的主要用例之一是智能交通系统（ITS）。开发和部署高效率和高效力的信息技术系统预计会带来各种好处，但同时也带来了一系列需要解决的独特挑战。一个突出的挑战是ITS编排，由于各种支持技术和异构网络用于提供所需的ITS应用程序/服务。为此，本文重点介绍了ITS编排的挑战，详细突出了相关的文献，并列出了从目前的ITS部署编排工作的经验教训。它还提供了多种潜在的数据驱动的研究机会，其中可以部署强化学习和联邦学习等范例，以提供有效和高效的ITS编排。
2022-05-05 cs.LG cs.NI
Spectrum Sharing for Internet of Things: A Survey
物联网（IoT）是一个很有前途的范例，可以在5G及更高级别中容纳大量设备连接。为了为未来的物联网铺平道路，应该提前规划频谱。由于可用频谱资源的稀缺性，频谱共享是物联网的首选解决方案。特别是，移动运营商倾向于利用当前蜂窝网络的现有标准和基础设施，并在授权蜂窝频谱内部署物联网。然而，专有公司更喜欢在未经许可的频谱内部署物联网，以避免任何许可费。在本文中，我们提供了对部署在授权蜂窝频谱和未授权频谱内的流行物联网技术的调查。值得注意的是，重点将放在频谱共享解决方案，包括共享频谱，干扰模型和干扰管理。为此，我们讨论了不同物联网技术的优点和缺点。最后，我们确定了未来物联网面临的挑战，并提出了潜在的研究方向。
2018-10-10 cs.IT cs.NI math.IT
Coexistence and Spectrum Sharing Above 100 GHz
本文围绕100 GHz以上频段，梳理现有监管规则，通过ITU标准模型仿真明确主被动用户干扰场景，综述可行共享技术，以推动该频段安全共存的研究与监管，助力数字技术与科研发展。
2023-06-12 cs.NI eess.SP
Enhancing Vehicular Networks with Generative AI: Opportunities and Challenges
该研究探讨生成式AI在车载网络通信、交通管理、安全等方面的创新应用，明确融合面临的挑战，提出相关新应用与方法，指明发展机遇并为未来研究提供方向。
2025-08-01 cs.GR cs.NI
Opportunities of Optical Spectrum for Future Wireless Communications
未来第五代（5G）通信对服务质量（诸如数据率、延迟、功耗、连接数量）的要求非常高。此外，物联网（IoT）需要大量的连接。可见光通信、光保真、光学相机通信、自由空间光通信等光无线通信（OWC）技术可以有效地服务于5G和物联网的成功部署。本文清楚地介绍了OWC网络对5G和物联网解决方案的贡献。
2020-05-30 cs.NI eess.SP
Generative AI for Energy Harvesting Internet of Things Network: Fundamental, Applications, and Opportunities
本文针对物联网设备电池储能有限需频繁更换充电的问题，探讨生成式AI（GenAI）在能量收集物联网无线网络中的应用，梳理相关技术与架构，通过无人机案例验证其有效性，并指出未来开放研究方向。
2024-08-16 cs.NI eess.SP
5G NR-LTE Coexistence: Opportunities, Challenges, and Solutions
5G新无线电（NR）承诺支持多种服务，如增强型移动宽带（eMBB）、超可靠低延迟通信（URLLC）和大规模机器类型通信（mMTC）。这需要频谱，其中大部分被4G长期演进（LTE）占用。因此，预计网络运营商将使用现有的LTE基础设施部署5G，同时迁移到NR。此外，运营商必须在迁移期间支持传统LTE设备，因此LTE和NR系统将在可预见的未来共存。在本文中，我们将讨论LTE-NR共存，首先回顾两种无线电接入技术。然后，我们描述了第三代合作伙伴计划（3GPP）的贡献，以解决共存问题和目录的主要共存方案。最后，我们介绍了一种新的频谱共享方案，可以应用于共存的情况下研究。
2022-10-11 cs.NI eess.SP
