دانلود مقاله استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

نکات برجسته

چکیده

کلید واژه ها

1. مقدمه

1.1. انگیزه و مشارکت در مطالعه

1.2. ساختار مطالعه

2. بافت

2.1. بافت شهر هوشمند

2.2. موضوع 5G

2.3. مطالعات مرتبط

3. طراحی مطالعه

3.1. سوالات هدفمند و تحقیقی

3.2. اجرای مطالعه

3.2.1. روند اجرای مطالعه

3.2.2. جستجو و انتخاب مطالعه کنید

3.2.3. استخراج و تجزیه و تحلیل داده ها

3.3. تهدید برای اعتبار

4. نتایج مطالعات نقشه برداری سیستماتیک

4.1. نتایج جستجو و انتخاب

4.2. سناریوهای استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

4.3. معماری شهرهای هوشمند مجهز به 5G

4.3.1. معماری شهر هوشمند (در نظر گرفتن 5G به عنوان یک جزء)

4.3.2. معماری شبکه 5G در شهرهای هوشمند

4.3.3. معماری تجاری استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

4.4. استفاده از فناوری‌های مرتبط با 5G که در/با اجزای شهر هوشمند

4.4.1. دسترسی به رادیو

4.4.2. برش شبکه

4.4.3. رایانش لبه

4.5. چالش های (مشکلات) استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

4.5.1. زمینه پیچیده استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

4.5.2. الزامات چالش برانگیز استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

4.5.3. توسعه شبکه 5G در شهرهای هوشمند

4.5.4. مطالب متفرقه

4.6. درس های استفاده از 5G در شهرهای هوشمند

5. بحث

5.1. تجزیه و تحلیل نتایج

5.2. مفاهیم برای محققان و متخصصان

6. نتیجه گیری

ضمیمه A. اصطلاحات و اختصارات آنها

ضمیمه B. نتایج مطالعه

منابع

Highlights

Abstract

Keywords

1. Introduction

1.1. Motivation and contribution of the study

1.2. Structure of the study

2. Context

2.1. Context of smart city

2.2. Context of 5G

2.3. Related work

3. Study design

3.1. Objective and research questions

3.2. Study execution

3.2.1. Study execution process

3.2.2. Study search and selection

3.2.3. Data extraction and analysis

3.3. Threats to validity

4. Systematic mapping study results

4.1. Search and selection results

4.2. Scenarios of using 5G in smart cities

4.3. Architecture of 5G-enabled smart cities

4.3.1. Smart city architecture (treating 5G as a component)

4.3.2. 5G network architecture in smart cities

4.3.3. Business architecture of using 5G in smart cities

4.4. 5G-related technologies used in/with smart city components

4.4.1. Radio access

4.4.2. Network slicing

4.4.3. Edge computing

4.5. Challenges (problems) of using 5G in smart cities

4.5.1. Complex context of using 5G in smart cities

4.5.2. Challenging requirements of using 5G in smart cities

4.5.3. 5G network development in smart cities

4.5.4. Miscellaneous

4.6. Lessons learned from using 5G in smart cities

5. Discussion

5.1. Analysis of the results

5.2. Implications for researchers and practitioners

6. Conclusions

Declaration of Competing Interest

Acknowledgments

Appendix A. Terms and their abbreviations

Appendix B. Study results

References

چکیده

    5G نسل پنجم شبکه بی سیم است، با مجموعه ای از ویژگی ها، مانند پهنای باند و نرخ داده بالا، اتصال گسترده، پوشش گسترده و تأخیر کم. سناریوهای استفاده از 5G شامل پهنای باند موبایل پیشرفته (eMBB)، ارتباطات نوع ماشین عظیم (mMTC) و ارتباطات فوق‌العاده قابل اعتماد و کم تاخیر (uRLLC) است. انتظار می رود که 5G از کاربردهای متنوعی مانند مدیریت شهری، مراقبت های بهداشتی، حمل و نقل، کشاورزی و مدیریت انرژی پشتیبانی کند. در این مقاله، ما یک مطالعه نقشه‌برداری سیستماتیک انجام دادیم که ادبیات منتشر شده بین ژانویه 2012 و دسامبر 2019 در مورد استفاده از 5G در شهرهای هوشمند را پوشش می‌دهد. سناریوها، معماری، فن‌آوری‌ها، چالش‌ها و درس‌های آموخته‌شده از استفاده از 5G در شهرهای هوشمند بر اساس 32 مطالعه انتخاب‌شده خلاصه شده و بیشتر مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‌اند، و نتایج این است که: (1) مطالعات در 27 محل انتشار توزیع شده‌اند. 17 مطالعه نتایج را بر اساس مطالعات آکادمیک گزارش می کنند و 13 مطالعه از نمونه های نمایشی یا اسباب بازی استفاده می کنند. تنها 2 مطالعه بر اساس مطالعات صنعتی استفاده از 5G را در شهرهای هوشمند گزارش کرده اند. 16 مطالعه شامل مفروضات طراحی شبکه 5G یا سناریوهای شهر هوشمند است. (2) سناریوی شهر هوشمند مورد بحث حمل و نقل و پس از آن ایمنی عمومی، مراقبت های بهداشتی، گردشگری شهری، سرگرمی و آموزش است. (3) 28 مطالعه معماری شهرهای هوشمند مجهز به 5G را پیشنهاد و/یا مورد بحث قرار می دهند که شامل معماری شهر هوشمند (در نظر گرفتن 5G به عنوان یک جزء)، معماری شبکه 5G در شهرهای هوشمند و معماری تجاری استفاده از 5G در شهرهای هوشمند است. (4) فناوری‌های مرتبط با 5G که بیشتر ذکر شد، فناوری‌های دسترسی رادیویی، برش شبکه و محاسبات لبه هستند. (5) چالش ها عمدتاً در مورد زمینه پیچیده، الزامات چالش برانگیز و توسعه شبکه استفاده از 5G در شهرهای هوشمند است. (6) بسیاری از درس های شناسایی شده، مزایای مربوط به خود 5G یا روش های پیشنهادی مرتبط با 5G در شهرهای هوشمند است. این کار بازتابی از هشت سال گذشته از پیشرفت هنر در استفاده از 5G در شهرهای هوشمند را ارائه می دهد که می تواند برای محققان و متخصصان این حوزه مفید باشد.

توجه! این متن ترجمه ماشینی بوده و توسط مترجمین ای ترجمه، ترجمه نشده است.

Abstract

     5G is the fifth generation wireless network, with a set of characteristics, such as high bandwidth and data rates, massive connectivity, broad coverage, and low latency. The scenarios of using 5G include enhanced Mobile Broadband (eMBB), massive Machine Type Communications (mMTC), and ultra-Reliable and Low-Latency Communications (uRLLC). 5G is expected to support a wide variety of applications, such as city management, healthcare, transportation, agriculture, and energy management. In this paper, we conducted a systematic mapping study that covers the literature published between January 2012 and December 2019 regarding using 5G in smart cities. The scenarios, architecture, technologies, challenges, and lessons learned of using 5G in smart cities are summarized and further analyzed based on 32 selected studies, and the results are that: (1) The studies are distributed over 27 publication venues. 17 studies report results based on academic studies and 13 studies use demonstration or toy examples. Only 2 studies report using 5G in smart cities based on industrial studies. 16 studies include assumptions of 5G network design or smart city scenarios. (2) The most discussed smart city scenario is transportation, followed by public safety, healthcare, city tourism, entertainment, and education. (3) 28 studies propose and/or discuss the architecture of 5G-enabled smart cities, containing smart city architecture (treating 5G as a component), 5G network architecture in smart cities, and business architecture of using 5G in smart cities. (4) The most mentioned 5G-related technologies are radio access technologies, network slicing, and edge computing. (5) Challenges are mainly about complex context, challenging requirements, and network development of using 5G in smart cities. (6) Most of the lessons learned identified are benefits regarding 5G itself or the proposed 5G-related methods in smart cities. This work provides a reflection of the past eight years of the state of the art on using 5G in smart cities, which can benefit both researchers and practitioners in this field.

Introduction

     Urbanization is developing rapidly worldwide and more than 54% of the populations in the world have moved into cities (Xing, 2016). As an example, in China, including Beijing, Shanghai, Guangzhou, and Shenzhen, many cities have more than 10 million residents. Cities are growing larger and more complex in recent years, leading to many risks, concerns, and challenges in their management (Nam and Pardo, 2011). The limitation of traditional city management patterns becomes a critical issue. To overcome the problems caused by population, resources, environment, among others, there is a need to make cities smart. In this study, we adopted the definition from Nam and Pardo (2011) and Moss Kanter and Litow (2009): “smart city is an organic connection among technological, human, and institutional components. A smart city should be treated as an organic whole, i.e., as a network as well as a linked system.”

Conclusions

       In this work, we conducted an SMS that covers literature published between January 2012 and December 2019 on using 5G in smart cities. We conclude the SMS as follows. (1) We finally got 32 selected studies, which are distributed over 27 publication venues, containing 17 conferences (out of 27, 63.0%), 9 journals (out of 27, 33.3%), and 1 book (out of 27, 3.7%). 17 studies (out of 32, 53.1%) report results based on academic studies and 13 studies (out of 32, 40.6%) use demonstration or toy examples. Only 2 studies (out of 32, 6.3%) report using 5G in smart cities based on industrial studies. 16 studies (out of 32, 50.0%) include assumptions of 5G network design or smart city scenarios. (2) The most discussed smart city scenario is transportation, followed by public safety, healthcare, city tourism, entertainment, and education. (3) 28 studies (out of 32, 87.5%) propose and/or discuss the architecture of 5Genabled smart cities, containing smart city architecture (treating 5G as a component), 5G network architecture in smart cities, and business architecture of using 5G in smart cities. (4) The most mentioned 5G-related technologies are radio access technologies (17 studies out of 30, 56.7%), network slicing (13 studies out of 30, 43.3%), and edge computing (10 studies out of 30, 33.3%). (5) The challenges are mainly about complex context, challenging requirements, and network development of using 5G in smart cities. (6) Most of the lessons learned identified are benefits regarding 5G itself or the proposed 5G-related methods in smart cities.