從永續性、包容性和可信賴性的角度審視 6G 定位和感測技術

المفاهيم الأساسية

本文探討 6G 技術如何整合定位和感測功能，並強調在追求傳統關鍵效能指標（KPI）的同時，必須將永續性、包容性和可信賴性視為關鍵價值指標（KVI），以實現更全面的價值驅動方法。

الملخص

論文概述

本篇研究論文探討 6G 技術在定位和感測領域的發展，強調將永續性、包容性和可信賴性納入傳統關鍵效能指標（KPI）的重要性。

研究目標

• 探討如何將定位和感測功能整合至 6G 網路架構中。
• 分析關鍵價值指標（KVI）與傳統 KPI 之間的關係，包括協同效應和潛在衝突。
• 提出量化 KVI 的方法，並探討如何將其轉化為新的 KPI。

研究方法

• 分析 6G 技術的應用案例和相應的定位與感測需求。
• 定義並闡述永續性、包容性和可信賴性等 KVI。
• 透過量化分析，探討 KVI 與 KPI 之間的關係，並提供具體案例。

主要發現

• 傳統 KPI 的提升可能與 KVI 產生衝突，例如，追求高精確度定位可能導致基礎設施部署成本增加，進而影響永續性。
• KVI 與 KPI 之間存在協同效應，例如，精確的定位資訊有助於優化資源分配，進而提升能源效率。
• 可透過將 KVI 轉化為新的 KPI 來量化 KVI，例如，將永續性轉化為能源效率和成本效益等指標。

主要結論

• 6G 技術的設計應採用更全面的價值驅動方法，將 KVI 納入考量。
• 透過量化 KVI 並將其轉化為新的 KPI，可以更有效地評估和優化 6G 系統的整體價值。

研究意義

本研究強調了在 6G 技術發展中納入 KVI 的重要性，並提供了一個量化和評估 KVI 的框架，有助於推動 6G 技術朝向更永續、包容和可信賴的方向發展。

研究限制與未來方向

• 本研究主要關注技術層面的分析，未來研究可進一步探討政策和法規等非技術因素的影響。
• 未來研究可針對不同應用場景和使用案例，開發更精確的 KVI 量化指標和評估方法。

الإحصائيات

使用 5.9 GHz 載波、80 MHz 頻寬、每基地台 0.1 W 的傳輸功率進行 25 微秒的導頻傳輸，並假設視距 (LoS) 通道。
使用者均勻分佈在 4 平方公里的區域內，基地台則根據該區域內的規則網格進行部署。
將定位均方根誤差 (RMSE) 降低 0.1 公尺到 0.3 公尺，可以將基地台的傳輸功率降低 10 倍。

اقتباسات

“6G promises a paradigm shift by integrating positioning and sensing, enhancing not only the communication performance but also enabling location- and context-aware services.”
“The 6G system should itself meet each of these KVIs, not only during the lifecycle of its components, but also by enabling services and applications that can, in turn, improve the KVIs.”
“While KPIs can offer quantifiable metrics for evaluating positioning and sensing performance in 6G networks, quantifying KVIs poses a formidable challenge as they often encompass essential societal values that lack a rigorous mapping to tangible metrics.”

الرؤى الأساسية المستخلصة من

6G Positioning and Sensing Through the Lens of Sustainability, Inclusiveness, and Trustworthiness

by Henk Wymeers... في arxiv.org 11-19-2024

https://arxiv.org/pdf/2309.13602.pdf

استفسارات أعمق

在 6G 技術發展過程中，如何平衡 KVI 與 KPI 之間的關係，以實現技術進步和社會價值的雙贏？

在 6G 技術發展過程中，實現技術進步（KPI）和社會價值（KVI）的雙贏需要一種全面的策略，巧妙地平衡兩者之間的關係。以下是一些建議：
1. 將 KVI 納入設計初期： 在 6G 系統設計之初就應將 KVI (永續性、包容性和可信度) 視為與 KPI 同等重要的指標。透過模擬和分析，評估不同設計方案對 KVI 和 KPI 的影響，選擇能夠在兩者之間取得最佳平衡的方案。
2. 量化 KVI 並制定相應的 KPI： 儘管 KVI (永續性、包容性和可信度) 通常難以量化，但可以通過將其分解成更具體、可測量的指標來解決這個問題。例如，可以將“永續性”分解成“能源效率”、“碳排放”等指標，並為這些指標設定具體的目標值，將其轉化為可量化的 KPI。
3. 利用技術創新協同優化 KVI 和 KPI： 6G 技術的許多創新，例如可重構智慧表面（RIS）、非地面網路（NTN）、邊緣計算等，都可以在提升 KPI 的同時，帶來 KVI 的提升。例如，RIS 可以通過提高能源效率和覆蓋範圍，同時提升 6G 網路的永續性和包容性。
4. 建立跨領域合作平台： 6G 技術的發展需要電信運營商、設備製造商、學術界和政府部門等多方合作。建立跨領域合作平台，共同探討如何平衡 KVI 和 KPI，制定相應的標準和規範，促進 6G 技術的健康發展。
總之，平衡 KVI 和 KPI 是 6G 技術發展過程中的一項重要挑戰，需要在設計、研發、部署和運營等各個環節中予以重視。通過採取有效的策略和措施，我們可以實現技術進步和社會價值的雙贏，讓 6G 技術更好地造福人類社會。

如果將 KVI 的優先級置於 KPI 之上，是否會阻礙 6G 技術的創新和發展？

將 KVI 的優先級置於 KPI 之上，並不必然會阻礙 6G 技術的創新和發展，但可能帶來一些挑戰。
1. 潛在的阻礙：

技術發展速度放緩： 過於強調 KVI (永續性、包容性和可信度) 可能會限制一些技術路線的探索，例如需要大量能源消耗的技術，即使其能帶來更高的傳輸速率或更低的延遲。
成本增加： 滿足 KVI (永續性、包容性和可信度) 的要求通常需要更高的成本，例如使用更環保的材料、部署更廣泛的網路覆蓋等。
技術複雜性增加： 在設計中考慮 KVI (永續性、包容性和可信度) 可能會增加技術的複雜性，例如需要開發新的演算法來優化能源效率或確保資料安全。
2. 如何避免阻礙：

將 KVI (永續性、包容性和可信度) 視為創新驅動力： 將 KVI (永續性、包容性和可信度) 視為技術創新的目標和驅動力，鼓勵研發人員開發既能滿足 KPI 又能提升 KVI 的新技術和解決方案。
制定靈活的政策和標準： 避免制定過於嚴苛的政策和標準，為技術創新留出空間，允許企業根據自身情況和市場需求，探索不同的技術路線。
鼓勵產學研合作： 鼓勵企業、高校和科研機構之間的合作，共同開展 KVI (永續性、包容性和可信度) 導向的 6G 技術研發，促進技術創新和成果轉化。
總之，將 KVI (永續性、包容性和可信度) 的優先級置於 KPI 之上，需要在權衡利弊的基礎上謹慎行事。關鍵在於將 KVI (永續性、包容性和可信度) 視為創新驅動力，並制定相應的政策和措施，鼓勵企業和研發機構開發既能滿足 KPI 又能提升 KVI 的新技術和解決方案。

在一個更加智慧和互聯的未來，6G 技術的定位和感測功能將如何重塑人類社會和生活方式？

6G 技術的定位和感測功能將在其前身 5G 的基礎上更上一層樓，為人類社會和生活方式帶來革命性的變化，建構一個更加智慧和互聯的未來。
1. 智慧城市：

精準城市管理： 通過遍佈城市的感測器網路，實時監測交通流量、環境污染、公共安全等城市運行狀況，為城市管理者提供精準數據，優化城市資源配置，提升城市運營效率。
自動駕駛普及化： 高精度定位和環境感知能力將為自動駕駛汽車提供可靠保障，實現更安全、更高效的交通出行，減少交通事故和擁堵。
智慧基礎設施： 通過在橋樑、道路、建築等基礎設施中嵌入感測器，實時監測其運行狀態，預測潛在風險，及時進行維護和修復，保障城市安全運行。
2. 智慧生活：

沉浸式娛樂體驗： 結合擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）技術，打造更加真實、沉浸式的娛樂體驗，例如虛擬演唱會、互動式遊戲等。
個性化服務： 基於位置和環境資訊，為用戶提供更加個性化的服務，例如精準推薦附近的餐廳、商店、景點等。
遠端醫療和照護： 通過遠端醫療設備和可穿戴設備，實現實時健康監測、遠端診斷和治療，為老年人、殘疾人等群體提供更加便捷、高效的醫療服務。
3. 智慧產業：

智慧製造： 通過在生產過程中部署感測器和機器人，實現生產過程的自動化、智能化和精準化，提高生產效率和產品質量。
智慧農業： 通過感測器網路監測農作物生長環境，實現精準灌溉、施肥和病蟲害防治，提高農業生產效率和資源利用率。
智慧物流： 通過實時追蹤貨物位置和運輸狀態，優化物流路線，提高物流效率，降低物流成本。
總之，6G 技術的定位和感測功能將深度融入人類社會和生活的各個方面，推動智慧城市、智慧生活和智慧產業的發展，為人類創造更加便捷、高效、安全和美好的未來。