Giao tiếp gói ngắn (Short Packet Communication SPC) đã đóng vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các kịch bản ứng dụng trong mạng di động thế hệ 5G, bao gồm Enhanced Mobile Broadband (EMBB), Massive Machine Type Communications (mMTC) và ultraReliable and Low Latency Communications (uRLLC). Những kịch bản này được giới thiệu nhằm đáp ứng yêu cầu giao tiếp đa dạng của các ứng dụng tiềm năng như Internet of Vehicles và Industrial Internet of Things (IoT). Tuy nhiên, sự tăng trưởng mạnh mẽ về dữ liệu riêng tư trong các ứng dụng IoT khác nhau đã đặt vấn đề về bảo mật lên hàng đầu. Điều đó mở đầu cho sự phát triển của 6G do đó bài viết này khám phá các khía cạnh khác nhau của SPC, bao gồm các trường hợp sử dụng tiềm năng, yêu cầu kỹ thuật và thách thức liên quan đến quản lý và truyền thông gói dữ liệu ngắn nhằm đáp ứng nhu cầu bảo mật ngày càng cao trong môi trường 6G. Kết quả của nghiên cứu này nhằm đóng góp vào việc xây dựng một nền tảng vững chắc cho SPC trong mạng di động 6G, tạo ra giao tiếp an toàn và đáng tin cậy trong các ứng dụng IoT và đảm bảo bảo mật dữ liệu riêng tư trong môi trường ngày càng kết nối.
SHORTS PACKET COMMUNICATION IN 6G 1st PHẠM NGỌC THÀNH 2nd NGUYỄN HOÀNG LY School of Electrical-Electronics School of Electrical-Electronics Hanoi University of Science and Technology Hanoi University of Science and Technology HÀ NỘI, VIỆT NAM BẮC GIANG, VIỆT NAM thanh.pn198151@sis.hust,edu.vn ly.nh198138@sis.hust.edu.vn Abstract—Giao tiếp gói ngắn (Short Packet Communication ứng dụng tương lai phụ thuộc vào truyền thơng đáng - SPC) đóng vai trị quan trọng việc hỗ trợ tin cậy độ trễ thấp Bài báo nhằm khám phá khía kịch ứng dụng mạng di động hệ 5G, bao gồm cạnh khác Truyền thơng Gói ngắn bối cảnh Enhanced Mobile Broadband (EMBB), Massive Machine Type mạng 6G Nó vào trường hợp sử dụng tiềm năng, Communications (mMTC) ultra-Reliable and Low Latency yêu cầu kỹ thuật thách thức liên quan đến việc quản Communications (uRLLC) Những kịch giới thiệu lý chuyển giao gói liệu ngắn cách hiệu Hơn nhằm đáp ứng yêu cầu giao tiếp đa dạng ứng dụng tiềm nữa, báo đề xuất hướng nghiên cứu giải pháp Internet of Vehicles Industrial Internet of Things tiềm để tận dụng lợi SPC đảm (IoT) Tuy nhiên, tăng trưởng mạnh mẽ liệu riêng tư bảo tích hợp mạng 6G cách mượt mà với ứng dụng đa ứng dụng IoT khác đặt vấn đề bảo mật dạng Trong phần tiếp theo, sâu vào tiến lên hàng đầu Điều mở đầu cho phát triển 6G hóa lịch sử mạng di động, trường hợp sử dụng viết khám phá khía cạnh khác SPC, bao SPC 6G, thách thức đối mặt hướng gồm trường hợp sử dụng tiềm năng, yêu cầu kỹ thuật nghiên cứu Các thông tin từ nghiên cứu đóng thách thức liên quan đến quản lý truyền thơng gói liệu góp vào việc hình thành tương lai truyền thơng di động ngắn nhằm đáp ứng nhu cầu bảo mật ngày cao môi thực đầy đủ tầm nhìn 6G Khi cảnh quan cơng nghệ trường 6G Kết nghiên cứu nhằm đóng góp vào việc tiếp tục phát triển, việc xây dựng tảng vững cho xây dựng tảng vững cho SPC mạng di động SPC mạng 6G quan trọng để đáp ứng nhu 6G, tạo giao tiếp an toàn đáng tin cậy ứng dụng cầu đa dạng giới kết nối kỹ thuật số IoT đảm bảo bảo mật liệu riêng tư môi trường ngày kết nối II SHORTS PACKET COMMUNICATION I INTRODUCTION A Short Packet Sự tiến hóa liên tục công nghệ truyền thông di động Fig Cấu Trúc Short Packet Communication đưa đến cải tiến đáng kể lĩnh vực này, từ công nghệ không dây analog hệ đến mạng 5G • Preamble (tiền đề): Preamble thường bao gồm chuỗi Khi tiến tới hệ truyền thông bit đặc biệt, thiết kế để dễ dàng phát đồng di động, thông thường gọi 6G, ngày có nhu cầu hóa Độ dài preamble khác tùy thuộc ngày lớn để giải thách thức đặc biệt vào chuẩn truyền thơng u cầu hệ thống Ví dụ, yêu cầu ngày cao ứng dụng đại Một độ dài từ vài bit đến vài byte Preamble giúp người thách thức thời đại 6G việc xử lý hiệu nhận xác định thời điểm bắt đầu gói tin đồng Truyền thơng Gói ngắn (Short Packet Communication - hóa tần số người gửi người nhận SPC) Với phát triển nhanh chóng thiết bị Internet of Things (IoT) ứng dụng thời gian thực tự động • Header (đầu): Header thường chứa trường sau: Địa hóa cơng nghiệp, xe tự lái thực tế tăng cường, SPC trở nguồn (Source Address): Địa người gửi gói thành yếu tố quan trọng thiết kế tối ưu hóa tin, thường giá trị mạng, có độ dài mạng di động tương lai SPC liên quan đến việc truyền từ 16 bit đến 64 bit Địa đích (Destination Address): gửi gói liệu nhỏ với yêu cầu nghiêm ngặt độ trễ Địa người nhận gói tin, thường giá trị thấp, độ tin cậy cao tận dụng tài nguyên hiệu Những mạng, có độ dài từ 16 bit đến 64 bit Loại gói gói tin thường chứa thông tin quan trọng phải chuyển tin (Type): Xác định mục đích gói tin, thường giao kịp thời mà không làm tổn hại đến tính tồn vẹn liệu giá trị bit 16 bit Độ dài payload (Payload Length): Những yêu cầu mang đến thách thức so Kích thước phần liệu gói tin, thường với việc truyền liệu truyền thống hệ mạng di động trước Trong bối cảnh này, nghiên cứu phát triển SPC cho mạng 6G quan trọng Đáp ứng yêu cầu cụ thể SPC mở hội khai thác đầy đủ tiềm giá trị bit 16 bit Độ dài header phụ thuộc • Kiểm tra lỗi xử lý: Sau giải mã nguồn, thông tin vào số lượng trường thông tin độ dài trường gốc kiểm tra lỗi cách sử dụng thơng tin kiểm • Payload (phần liệu): Độ dài payload phụ thuộc tra lỗi trailer (nếu có) xử lý theo yêu cầu vào ứng dụng nhu cầu truyền thơng Payload ứng dụng chứa liệu người dùng, thông tin điều khiển thông tin bảo mật Đối với short packet, kích thước payload • Giao tiếp hai chiều kiểm soát lỗi: Trong số thường nhỏ so với gói tin thơng thường, giúp giảm trường hợp, nút nhận gửi lại thơng tin phản hồi độ trễ tăng tốc độ truyền liệu đến nút gửi để xác nhận việc nhận gói tin ngắn thành • Error detection and correction (phát sửa công yêu cầu gửi lại gói tin ngắn bị lỗi Điều lỗi): Các kỹ thuật mã hoá CRC (Cyclic Redundancy giúp nâng cao độ tin cậy truyền thông, đặc biệt Check) sử dụng để phát lỗi liệu truyền mạng SPC yêu cầu độ trễthấp độ tin cậy đi, FEC (Forward Error Correction) LDPC cao (Low-Density Parity-Check) Polar giúp người nhận sửa chữa lỗi cần Độ dài thông tin lỗi phụ C Các thuật toán mã hóa Short-packet Communi- thuộc vào kỹ thuật mã hố sử dụng độ dài cation liệu cần bảo vệ • Postamble (hậu đề): Postamble khơng phải ln ln có Trong Short Packet Communication, thuật toán mã mặt short packet, có, thường bao hóa chủ yếu tập trung vào mã hóa kênh (channel coding) gồm chuỗi bit đặc biệt, tương tự preamble Độ mã hóa nguồn (source coding) Dưới chi tiết dài postamble từ vài bit đến vài byte Postamble số thuật tốn mã hóa phổ biến SPC: Mã hóa giúp người nhận xác định thời điểm kết thúc gói tin kênh (Channel Coding) • Mã Hamming: Mã Hamming thuật tốn mã hóa B Ngun lý hoạt động short-packet communication kênh sửa lỗi bit phát lỗi hai bit Mã Hamming thêm bit kiểm tra lỗi vào liệu gốc để tạo thành Tạo gói tin ngắn: từ mã Hamming Khi truyền thơng xảy lỗi, mã • Mã hóa nguồn (Source Coding): Trước tạo gói tin Hamming phát sửa lỗi bit dựa vào bit kiểm tra ngắn, thông tin gốc cần mã hóa thuật tốn • Mã Reed-Solomon: Mã Reed-Solomon (RS) dạng mã hóa nguồn Mục đích mã hóa nguồn nén mã hóa kênh thuộc lớp mã chữ (block codes) sử liệu để giảm bớt băng thông cần thiết truyền thông dụng rộng rãi hệ thống giao tiếp khơng dây, tin Các thuật tốn mã hóa nguồn thường sử dụng bao gồm SPC Mã RS có khả sửa lỗi tốt mã SPC bao gồm: Mã Huffman, Mã Arithmetic Mã Hamming sửa nhiều lỗi bit từ Run-Length mã Mã RS sử dụng rộng rãi tiêu chuẩn • Mã hóa kênh (Channel Coding): Sau mã hóa nguồn, truyền thơng DVB-T, WiMAX QR Code thông tin mã hóa thuật tốn mã hóa kênh để • Mã gạch chéo Low-Desity Parity-Check (LDPC): Mã bảo vệ liệu trước lỗi truyền thông Các thuật tốn LDPC dạng mã hóa kênh thuộc lớp mã chồng mã hóa kênh thường sử dụng SPC bao gồm: (convolutional codes) Mã LDPC có khả sửa lỗi cao Mã Hamming, Mã Reed-Solomon Mã LDPC so với mã Hamming mã RS Đặc biệt, mã LDPC • Đóng gói: Sau mã hóa nguồn mã hóa kênh, thơng có hiệu suất gần với giới hạn thơng tin Shannon, giúp tận tin đóng gói thành gói tin ngắn, bao gồm header, dụng hiệu băng thông SPC Mã LDPC sử payload, trailer (nếu có) Header chứa thơng tin dụng tiêu chuẩn truyền thông DVB-S2, Wi- điều khiển, địa nguồn, địa đích kiểu Fi 802.11n 5G Mã hóa nguồn (Source Coding) Mã liệu Payload chứa thơng tin mã hóa Trailer chứa thơng hóa nguồn trình nén liệu trước truyền đi, tin kiểm tra lỗi tồn gói tin, CRC giảm bớt băng thông cần thiết Các thuật tốn mã hóa • Truyền gói tin ngắn: Gói tin ngắn truyền qua kênh nguồn phổ biến cho SPC bao gồm: không dây nút mạng SPC Kênh không dây • Mã Huffman: Mã Huffman phương pháp nén bị ảnh hưởng nhiều yếu tố, chẳng hạn suy liệu không mát dựa tần suất xuất hao, đa đường nhiễu Do đó, việc lựa chọn thuật tốn ký tự thơng tin gốc Mã Huffman gán mã bit ngắn mã hóa kênh phù hợp quan trọng để đảm bảo độ cho ký tự xuất nhiều mã bit dài tin cậy truyền thơng Nhận giải mã gói tin ngắn cho ký tự xuất Mã Huffman phù hợp cho • Giải mã kênh (Channel Decoding): Ở nút nhận, thuật SPC truyền thơng tin có tính chất thống kê tốn giải mã kênh tương ứng với thuật tốn mã hóa kênh • Mã Arithmetic: Mã Arithmetic phương pháp sử dụng để phát sửa lỗi bit gói nén liệu không mát, hiệu mã tin ngắn Huffman Mã Arithmetic biểu diễn thơng tin gốc • Giải mã nguồn (Source Decoding): Sau giải mã dạng số thập phân khoảng [0, 1), dựa tần kênh, thuật toán giải mã nguồn tương ứng với thuật toán suất xuất ký tự Mã Arithmetic phù hợp cho mã hóa nguồn sử dụng để giải nén thông tin gốc từ SPC truyền thơng tin có tính chất thống kê yêu payload gói tin ngắn cầu hiệu suất nén cao • Mã Run-Length: Mã Run-Length (RLE) phương mật tối đa R∗(N, ϵ, δ) với độ dài khối cố định – N; xác pháp nén liệu không mát đơn giản dựa việc suất lỗi giải mã – ϵ; rị rỉ thơng tin - δ biểu diễn mã hóa độ dài chuỗi ký tự giống liên tiếp sau: RLE thích hợp cho SPC truyền thơng tin có chuỗi giống liên tiếp dài, chẳng hạn liệu ảnh đen V1 Q−1(ϵ) − V2 −1 < ∗ < V3 Q−1(ϵ + δ) (2) trắng Cs − N Q (ϵ) ≈ R (N, ϵ, δ) ≈ Cs − N N • Các thuật tốn mã hóa có ưu nhược điểm riêng, tùy thuộc vào yêu cầu hiệu độ tin cậy Trong V1, V2, V3 số phụ thuộc vào tỉ số SPC Trong thực tế, hệ thống SPC thường kết SNR kênh kênh nghe kí hiệu lần hợp nhiều thuật tốn mã hóa kênh nguồn để đạt lượt γb γe Từ cơng thức (2) thấy độ tin hiệu suất độ tin cậy mong muốn cậy hoàn hảo bảo mật hồn hảo khơng thể đảm bảo Từ cơng thức thấy độ tin cậy hoàn hảo bảo mật hồn hảo khơng thể đảm bảo [1] D Truyền thơng gói ngắn đáng tin cậy – Reliable Short- Fig Tỷ lệ bảo mật cho kênh nghe Gaussian tạiγb = 10dB, γe = packet Communication 5dB, ϵ = δ = 10−3 [1] Trong lý thuyết thông tin cổ điển, dung lượng (capacity) Như Fig 2, R∗(N, ϵ, δ) biểu diễn theo N,, thường sử dụng để đo lường khả chứa đựng FB Từ đường cong cho thấy so sánh với liệu, tức tỷ lệ mã hóa tối đa mà hệ thống IFB trường hợp IFB, việc sử dụng FB dẫn đến mát (Infinte blocklength) hỗ trợ để truyền tải không liên quan đến N, giảm dần N tăng giới hạn gặp lỗi Tuy nhiên, chế độ độ dài khối hữu hạn R∗(N, ϵ, δ) trùng với Cs N→∞ [1] (finite blocklength - FB), lợi ích từ mã hóa kênh bị giảm đáng kể không đảm bảo truyền tải không gặp lỗi III SHORT PCKET COMMUNICATION IN 5G Short-packet Communication system (Short-packet CSs) đối mặt với thách thức độ tin cậy trình truyền Short Packet Communication (SPC) cơng nghệ chủ tải Trong thập kỷ qua, có quan tâm lớn việc chốt 5G vượt 5G hỗ trợ hai kịch ứng nghiên cứu mát công suất chứa liệu mã hóa dụng nổi: truyền thông loại máy khổng lồ (mMTC) với FB, nghiên cứu short-packet CSs đáng truyền thông độ trễ thấp siêu đáng tin cậy (uRLLC) tin cậy có tiến đáng kể.Tỷ lệ mã hóa kênh Những kịch giới thiệu để đáp ứng yêu đạt tối đa cho độ dài khối N cho trước với cầu truyền thông rộng ứng dụng tiềm ràng buộc xác suất lỗi giải mã - ϵ nhận internet phương tiện internet công nghiệp ước tính sau: vạn vật (IoT) Truyền thông gói ngắn đóng vai trị quan trọng ứng dụng thời gian thực, nơi nhiều trao R∗(N, ϵ) = C − V ∗ Q−1(ϵ) (1) đổi liệu có kích thước hạn chế Trong ưu tiên N độ trễ thấp, truyền thơng gói ngắn gặp thách thức đáng kể việc trì độ tin cậy siêu cao u Trong đó: C – cơng suất IFB-CS; V – phân tán kênh, cầu ứng dụng thời gian thực 5G/6G • Ultra -reliable low-latency communications (URLLC) N chiều dài khối (số lượng sử dụng kênh); R∗(N, ϵ) - tốc tập trung vào việc truyền liệu với xác suất lỗi nhỏ độ trễ thấp, đòi hỏi giao thức truyền thơng hiệu độ mã hóa kênh tối đa đạt Q−1 –nghịch đảo với tài nguyên phụ hàm Gaussian Q Nếu Một hãng tử √1 đưa vào N công thức (1) để mô tả mát hiệu suất việc sử dụng FB N tiến đến vơ giá trị R∗(N, ϵ) hội tụ C [1] Kết luận sử dụng để phân tích hiệu độ tin cậy FB-CS, chẳng hạn việc chuyển tiếp hai chiều hệ thống truy nhập đa phần tử không trực giao “non-orthogonal multiple access” (NOMA) Tuy nhiên, hai cơng trình khơng xem xét hiệu bảo mật [1] E Bảo mật truyền thơng gói ngắn – Secure Short- packet Communications Trong IFB-CS, dung lượng bảo mật Cs, định nghĩa khác biệt cơng suất kênh Cb cơng suất kênh nghe Ce đặc điểm để đo lường hiệu bảo mật Tuy nhiên, kết luận áp dụng để đánh giá hiệu bảo mật short-packet CSs Nghiên cứu cho thấy khả đạt giới hạn đối thoại tỷ lệ giao tiếp bí A Ultra-reliable low-latency communications – URLLC bao gồm: • Mini-slot: 5G NR (New Radio) giới thiệu khái niệm .Trong mạng lưới URLLC (Ultra-Reliable Low-Latency Communications), short packet (gói tin ngắn) đóng vai mini-slot, giúp giảm độ trễ tăng độ tin cậy trò quan trọng việc giảm độ trễ đảm bảo độ tin truyền thông URLLC Mỗi mini-slot chứa số lượng cậy cao cho ứng dụng yêu cầu tiêu chí Các ứng nhỏ mẫu OFDM (Orthogonal Frequency Division dụng URLLC bao gồm điều khiển từ xa, mạng cảm biến Multiplexing) so với TTI (Transmission Time Interval) công nghiệp, hệ thống giao thông thông minh nhiều tiêu chuẩn, cho phép truyền liệu nhanh chóng linh ứng dụng khác lĩnh vực IoT IIoT (Industrial IoT) hoạt Vai trò short packet URLLC: • Grant-free transmission: Trong truyền thơng khơng cần • Cấu trúc gói tin ngắn: Trong ứng dụng URLLC, cấp phép (grant-free transmission), thiết bị gửi liệu thường truyền gói tin ngắn có kích liệu mà không cần đợi phê duyệt từ gNB (trạm thước nhỏ so với gói tin thơng thường Cấu trúc gói sở 5G), giảm độ trễ tăng hiệu suất truyền thông Quy tin ngắn thiết kế đặc biệt để giảm độ trễ tối ưu trình thích hợp cho việc truyền liệu gói tin ngắn hóa q trình truyền liệu Các thông tin điều khiển mạng URLLC liệu mã hóa đóng gói cách hiệu quả, • Cơ chế lặp lại nhanh chóng (fast retransmission): giảm thiểu độ trễ xử lý truyền liệu Trong trường hợp xảy lỗi truyền liệu, chế lặp • Q trình truyền liệu gói tin ngắn: Short packet lại nhanh chóng cho phép gửi lại gói tin ngắn cách truyền thông qua kênh vật lý (Physical Chan- nhanh chóng để đảm bảo độ tin cậy Các thuật toán lặp nels) kênh truyền thông (Transport Channels) lại thông minh giúp tối ưu hóa q trình retransmission tối ưu hóa cho độ trễ thấp Điều bao gồm việc sử • Kỹ thuật chống nhiễu đa truy nhập (multi-user dụng chế truyền liệu mini-slot, grant-free interference cancellation): Các kỹ thuật chống nhiễu đa transmission (truyền thông không cần cấp phép) truy nhập giúp giảm thiểu cạnh tranh tài nguyên chế lặp lại nhanh chóng (fast retransmission) để đảm bảo thiết bị mạng URLLC Điều đặc biệt quan độ tin cậy trọng sử dụng gói tin ngắn truyền thơng khơng cần • Hỗ trợ truyền thông không đồng bộ: Khi sử dụng short cấp phép packet, thiết bị mạng URLLC truyền • Cơng nghệ MIMO (Multiple-Input Multiple- liệu mà không cần đồng hóa với gNB (trạm sở 5G) Output):Công nghệ MIMO (Multiple-Input Multiple- thiết bị khác Điều giúp giảm độ trễ tăng Output): MIMO cho phép truyền liệu đồng thời khả chịu đựng độ trễ mạng nhiều ăng-ten phát nhận, tăng cường hiệu suất truyền • Tối ưu hóa q trình lập lịch phân bổ tài nguyên: thông độ tin cậy mạng URLLC Công nghệ Sử dụng short packet giúp tối ưu hóa trình lập lịch MIMO đặc biệt hữu ích việc truyền liệu gói tin truyền liệu phân bổ tài nguyên radio Hệ thống lập ngắn mơi trường khó khăn điều kiện sóng lịch dễ dàng phân bổ tài ngun cho thiết bị • Thơng tin vị trí (location information): Việc sử dụng IoT dựa yêu cầu truyền liệu ngắn độ trễ thấp thơng tin vị trí giúp tối ưu hóa quy trình lập lịch truyền Điều giúp cải thiện hiệu suất truyền thông đảm liệu phân bổ tài nguyên radio cho thiết bị bảo độ tin cậy mạng URLLC Điều đặc biệt quan trọng truyền • Tăng cường liên kết thiết bị: Sử dụng short liệu gói tin ngắn, giúp giảm thiểu độ trễ tăng độ packet hỗ trợ kết nối D2D (Device-to-Device) tin cậy thiết bị mạng URLLC Kết nối D2D giúp giảm Những công nghệ kỹ thuật giúp tối ưu hóa việc gửi độ trễ tăng độ tin cậy truyền thông, đồng thời nhận gói tin ngắn mạng URLLC 5G Bằng giảm tải gNB cách kết hợp kỹ thuật này, đáp ứng u cầu • Hỗ trợ truyền thơng đa điểm: Short packet hỗ trợ độ trễ thấp độ tin cậy cao ứng dụng URLLC, truyền thơng đa điểm (Multicast) nhóm (Groupcast) điều khiển tức thì, mạng cảm biến công nghiệp, Điều cho phép truyền liệu đến nhiều thiết bị đồng giao thông thơng minh thời, giúp tối ưu hóa q trình truyền liệu đáp ứng yêu cầu độ trễ thấp ứng dụng URLLC Tóm lại, B Massive machine-type communication (mMTC) short packet đóng vai trò quan trọng việc đảm bảo độ tin cậy độ trễ thấp ứng dụng URLLC Truyền thơng gói ngắn cơng nghệ chủ chốt để hỗ Chúng đáp ứng nhu cầu ứng dụng yêu cầu truyền trợ truyền thông loại máy khổng lồ (mMTC) 5G liệu ngắn, thường xuyên với độ trễ thấp Các vượt 5G mMTC hai kịch ứng chế truyền liệu tối ưu hóa cho short packet, giúp dụng giới thiệu để đáp ứng yêu cầu giảm độ trễ, tăng độ tin cậy sử dụng hiệu truyền thông rộng ứng dụng tiềm tài nguyên radio mạng lưới URLLC Các công internet phương tiện internet công nghiệp vạn nghệ kỹ thuật liên quan đến việc gửi nhận gói vật (IoT) Trong mMTC, có nhiều thiết bị gửi liệu tin ngắn (short packet) URLLC mạng 5G nhỏ thường xuyên đến trạm sở để giám sát hệ thống Truyền thơng gói ngắn cho phép truyền liệu nhỏ cách hiệu đáng tin cậy mơi trường có nhiều thiết bị Truyền thông loại máy lớn (mMTC) nhận • Beamforming: Beamforming sử dụng nhiều ăng-ten ý lớn với phát triển 5GB5G kỳ gNB để tạo chùm sóng mang hướng đến vị trí vọng cung cấp khả truy cập lớn thiết thiết bị IoT mục tiêu Điều giúp tăng khả bị liên lạc loại máy (MTCD – Massive Machine Type nhận liệu thiết bị giảm nhiễu thiết Communication Devices) mà không cần can thiệp bị môi trường mMTC đơng đúc Beamforming u người [1–3] Theo dự đốn Cisco, 3,9 tỷ MTCD cầu gNB biết thơng tin vị trí kênh truyền truy cập mạng vào năm 2022 đóng vai trị quan thiết bị IoT trọng số lượng lớn ứng dụng, chẳng hạn tự động hóa cơng nghiệp, y tế thơng minh, phát • Adaptive Modulation and Coding (AMC): AMC sử môi trường Packet ngắn (short packet) đóng vai trị quan dụng thuật tốn điều chỉnh độ phức tạp biểu diễn trọng mMTC, giúp giảm độ trễ tốn sóng mang mã hóa liệu dựa điều kiện kênh việc truyền liệu thiết bị Cụ thể, ưu điểm truyền AMC giúp tăng hiệu sử dụng tài nguyên radio short packet mMTC bao gồm: độ tin cậy truyền thông gói tin ngắn điều • Tiết kiệm băng thơng: Dữ liệu gửi packet kiện kênh thay đổi Các thiết bị IoT cần phải định kỳ gửi ngắn, giúp giảm băng thông tiêu thụ, đặc biệt quan trọng thông tin điều kiện kênh truyền để gNB điều mạng IoT với hàng triệu thiết bị kết nối lúc chỉnh AMC phù hợp • Giảm độ trễ: Packet ngắn giúp giảm độ trễ so với việc sử dụng packet dài, giúp cải thiện hiệu suất ứng dụng • HARQ (Hybrid Automatic Repeat Request): HARQ yêu cầu độ trễ thấp kỹ thuật giúp cải thiện độ tin cậy truyền • Tăng độ tin cậy: Khi sử dụng packet ngắn, khả liệu cách yêu cầu thiết bị gửi lại gói liệu bị mát liệu lỗi truyền dẫn giảm độ tin cậy lỗi HARQ kết hợp kỹ thuật kiểm soát lỗi phát liên kết tăng lên (ARQ) mã hóa chống lỗi phía truyền (FEC) để giảm • Tăng hiệu suất truyền dẫn: Trong số trường hợp, tỷ lệ lỗi gói độ trễ việc truyền liệu gói tin gửi liệu packet ngắn tăng hiệu suất truyền ngắn dẫn giảm tổng chi phí truyền dẫn Những cơng nghệ kỹ thuật liên quan đến việc gửi nhận gói tin ngắn • Energy Efficiency: Các thiết bị IoT cần tiết kiệm mMTC 5G: lượng để kéo dài thời gian hoạt động pin Các kỹ • Mini-slots: Các mini-slot có độ dài từ đến 14 ký hiệu thuật cấu hình cấp phép, ngủ định kỳ giảm độ Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM) phức tạp tính tốn giúp giảm tiêu thụ lượng Chúng cho phép truyền liệu với tốc độ cao thiết bị q trình truyền liệu gói tin ngắn độ trễ thấp so với kỳ truyền thơng (TTI) tiêu chuẩn, thích hợp cho ứng dụng yêu cầu độ trễ thấp Các mini- • Security and Privacy: Bảo mật quyền riêng tư slot sử dụng để truyền Scheduling Request vấn đề quan trọng mạng lưới IoT Các kỹ (SR), Physical Uplink Control Channel (PUCCH) thuật mã hóa liệu, xác thực thiết bị quản lý Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) sách truy cập giúp đảm bảo an toàn bảo mật • Configured Grant (CG): CG sử dụng để định cho thiết bị IoT q trình truyền liệu gói tin tài ngun radio cho thiết bị IoT khoảng ngắn thời gian dài Thiết bị sử dụng tài nguyên mà không cần đợi cấp phép từ gNB lần truyền C Ưu nhược điểm short packet communication liệu gói tin ngắn CG gNB cấp dựa thông 5G tin yêu cầu truyền liệu tình trạng tài nguyên hệ thống, giúp giảm độ trễ tăng hiệu lượng Giao tiếp gói tin ngắn (short packet communication) • Pre-emption: Kỹ thuật pre-emption giúp gNB phân bổ mạng 5G đóng vai trị quan trọng việc hỗ trợ tài nguyên radio cho thiết bị IoT có nhu cầu truyền ứng dụng có độ trễ thấp độ tin cậy cao Dưới liệu gói tin ngắn với độ trễ thấp Khi tài nguyên số ưu điểm nhược điểm chi tiết giao tiếp gói radio khơng đủ, gNB thu hồi tài nguyên từ tin ngắn 5G: thiết bị có độ ưu tiên thấp phân bổ cho thiết Ưu điểm: bị có độ ưu tiên cao Điều giúp đảm bảo độ tin • Độ trễ thấp: Giao tiếp gói tin ngắn giúp giảm độ trễ cậy độ trễ thấp cho thiết bị IoT quan trọng truyền thông việc truyền liệu • Multi-User MIMO (MU-MIMO): MU-MIMO sử dụng gói tin Điều quan trọng ứng dụng nhiều ăng-ten gNB thiết bị IoT để truyền đòi hỏi độ trễ thấp điều khiển robot, giao tiếp xe tự liệu đến nhiều thiết bị lúc tần lái hệ thống điều khiển công nghiệp số thời gian Điều giúp tăng hiệu sử dụng tài • Độ tin cậy cao: Giao tiếp gói tin ngắn có khả cải nguyên radio giảm độ trễ việc truyền liệu gói thiện độ tin cậy truyền thơng, việc truyền tin ngắn MU-MIMO yêu cầu thuật toán phân bổ tài liệu giảm thiểu rủi ro mát thông tin Điều nguyên phức tạp để đảm bảo công hiệu đặc biệt quan trọng ứng dụng cần độ tin cậy cao hệ thống điều khiển công nghiệp hệ thống y tế từ xa • Hiệu tài nguyên mạng: Giao tiếp gói tin ngắn giúp tận dụng tài nguyên mạng hiệu hơn, đặc biệt môi trường đông đúc nhiều thiết bị Việc sử dụng gói tin ngắn giúp giảm thiểu tắc nghẽn tăng cường liên kết, thông minh thông minh với vật Dự kiến hiệu suất mạng hệ truyền thông di động 6G có • Ứng dụng IoT cảm biến: Giao tiếp gói tin ngắn phù đặc điểm sau Qua đặc điểm ta đưa hợp với ứng dụng cảm biến thiết bị IoT có yêu cầu truyền liệu ít, độ trễ thấp độ tin cậy cao Điều Fig Cấu trúc tổ chức 6G dự đoán [5] giúp tiết kiệm lượng đảm bảo hiệu suất cao cho thiết bị IoT dự đoán phát triển SPC bên mạng Nhược điểm: 6G • Thơng lượng thấp: Giao tiếp gói tin ngắn có thơng lượng B Yêu cầu vật lý 6G thấp so với giao tiếp gói tin dài, việc truyền Mạng 6G dự kiến cách mạng hóa Internet vạn vật, liệu gói tin Điều khơng phù mang đến hiệu mạnh mẽ hơn, khả thích ứng hợp với ứng dụng yêu cầu truyền liệu lớn, thông minh hơn, hoạt động xanh hơn, phạm vi phủ sóng truyền video độ phân giải cao rộng hơn, bảo mật tốt khả truy cập mã nguồn • Chi phí xử lý cao: Giao tiếp gói tin ngắn dẫn mở Sử dụng tần số từ đến terahertz (THz), 6G hứa đến chi phí xử lý cao số lượng gói tin lớn hẹn giảm độ trễ xuống 0,1 mili giây hỗ trợ 10 cần xử lý Điều tăng tải trọng thiết triệu kết nối km² Ứng dụng công nghệ thông bị yêu cầu nhiều tài nguyên để xử lý gói tin minh AI Big Data giúp 6G tự tổ chức, tự học, • Độ phức tạp mã hóa: Các thuật tốn mã hóa giải tự phục hồi tự tối ưu hóa Đồng thời, 6G thiết mã cho gói tin ngắn phức tạp hơn, yêu cầu nhiều kế theo hướng phát triển xanh tận dụng lượng tài ngun tính tốn Điều ảnh hưởng đến tái tạo, mở rộng phạm vi phủ sóng từ mặt đất đến khơng hiệu suất hiệu lượng thiết bị gian, tăng cường bảo mật thông tin cách áp dụng • Sự khơng chắn độ trễ: Mặc dù giao tiếp gói cơng nghệ tiên tiến blockchain truyền thông lượng tin ngắn giúp giảmđộ trễ tổng thể, không chắn tử Để phát triển yêu tố phát triển cần giúp đợ độ trễ vấn đề Các mạng khơng dây cần tiết SPC thường có độ trễ biến động, việc sử dụng gói tin ngắn làm tăng không chắn Fig Các yếu tố 6G dự đoán [5] IV SHORTS PACKET COMMUNICATION IN 6G A Giới thiệu tầm nhìn trung phát triển 6G SPC: 5G có ưu điểm dịch vụ đa dạng En- hanced Mobile Broadband (eMBB), Ultra-Reliable Low- Latency Communications (URLLC), Massive Machine Type Communication (mMTC), cung cấp tốc độ truyền liệu cao 1Gbit/s cho kết nối di động, độ tin cậy 99,99% độ trễ mili giây cho truyền thông, triệu kết nối km2 Tuy nhiên, với xuất công nghệ nổi, nhu cầu vào năm 2030 tăng 100 lần so với số lượng có ứng dụng Các công nghệ thiết bị đổi mới xuất cho Internet of Things (IoT) gửi chia sẻ lượng liệu lớn, chẳng hạn cơng nghệ hình ảnh hịa hợp, thực tế mở rộng, hình ảnh chất lượng cao, xe tự động nhiều Tất điều ngày tạo lượng liệu khổng lồ, buộc phải nghĩ hệ thống truyền thông lĩnh vực khác nhau: y tế, vận tải, khí hậu, an ninh mạng, dân quân sự, v.v Để triển khai dịch vụ IoT này, mạng hệ nên cung cấp tốc độ truyền cao, đáng tin cậy cao độ trễ thấp mà hệ thống 5G không đáp ứng 5G thực tiến hóa từ Internet di động thành Internet of Things Trong 6G tăng cường đáng kể khả hiệu mạng di động, mở rộng sâu rộng phạm vi Internet of Things, tương thích với cơng nghệ thơng tin truyền thơng (ICT) trí tuệ nhân tạo big data Nhằm thực xã hội C Tình ứng dụng loại mạng truyền tải trải nghiệm kết nối giác quan đa chiều phép giao tiếp giác quan Thông Với tầm nhìn yêu cầu 6G, tình ứng qua sở hạ tầng mạng, người dùng vận dụng đầy dụng mạng 6G rộng so với 5G Sự kết hợp đủ thị giác, thính giác, xúc giác, khứu giác, vị giác công nghệ cho phép ứng dụng tình chí cảm xúc, thực việc truyền tải tương sử dụng Phần trình bày ứng dụng dự tác cảm giác quan trọng từ xa Dù đâu, bạn kiến triển khai sau triển khai mạng 6G trải nghiệm âm nhạc, nghệ thuật, thể thao • Giao tiếp holographic: Một ứng dụng quan kỹ khác mơi trường thực tế, bạn có trọng 6G telepresence dạng holographic Nó thể thử thực phẩm thật sản phẩm chăm sóc da mà cho phép người kết nối từ xa giao tiếp với hình khơng cần tiêu thụ đối tượng thực [5] ảnh 3D thực tế đối tượng Hologram sử • Thực mở rộng: Cụ thể hơn, 5G cho hiệu dụng nhiều tình huống, chẳng hạn giao tiếp xã đặc biệt cho dịch vụ XR (AR (Thực tăng hội, trị chơi giải trí, thiết kế văn phịng, y tế từ xa, v.v cường), VR (Thực ảo) MR (Thực hỗn hợp)) Mạng 5G khơng thể triển khai tình với Nhiều công nghệ từ hệ thống thông tin liên lạc 5G độ tin cậy cao, đặc biệt với tốc độ liệu cao, kết hợp để đạt trải nghiệm XR chìm lên đến Tbit/giây địi hỏi độ trễ cực thấp đắm Với công nghệ AR, VR MR, mili giây [5] nội dung dung lượng lớn video 3DCG (đồ họa • Cơng nghiệp 4.0: Trong thời đại 6G, Công nghiệp 4.0 máy tính ba chiều) cung cấp dạng dịch vụ, trải qua biến đổi quy mô lớn Ngày nhiều nhà yêu cầu lưu lượng truy cập tốc độ cao dung máy thơng minh tích hợp chế độ sản xuất thông minh lượng lớn Trong VR AR, nội dung cần thay đổi người, máy móc vật liệu hợp tác Robot thông theo chuyển động người dùng, tính lập minh thay người robot tại, trở thành tức yêu cầu [5] Sự gia tăng ứng dụng XR lực lượng sản xuất linh hoạt, sản xuất công làm cạn kiệt dải phổ 5G, đặc biệt cho số tình nghiệp trở nên tự kiểm sốt thơng minh Sự sử dụng hữu ích hoạt động từ xa Cần có phát triển công nghệ nano cung cấp cách hệ thống với độ trễ cực thấp 0,1 ms khả để giám sát khía cạnh quy trình sản xuất truyền tải cao AR/VR nén (mã hóa giải cơng nghiệp Nanorobot trở thành phần mã trình tốn thời gian); đó, tốc độ liệu sản phẩm kiểm sốt chúng suốt vịng đời người dùng phải đạt gigabit giây, trái ngược với mục chúng Sản xuất công nghiệp, lưu trữ kế hoạch bán tiêu 5G 100 Mb/giây để xử dụng thoải mái hàng phân tích theo thời gian thực dựa D Các Công Nghệ Mới Dự Kiến Xuất Hiện Trong 6G liệu thị trường động, đảm bảo lợi ích tối đa cho sản xuất Thông qua đánh giá điều tra 6G, thống kê tổng công nghiệp Để đạt điều này, mạng 6G phải cung hợp công nghệ chủ chốt tiềm năng, thu cấp mức độ độ tin cậy cao, độ trễ thấp, băng thông thập 12 cơng nghệ chủ chốt tiềm có tần suất cực cao liên lạc khẩn cấp cho phạm vi phủ sóng hồn ý cao chỉnh [5] • Nhân số người: Đối với ứng dụng nhân Fig Công nghệ dự kiến phát triển 6G [5] số người, 5G chủ yếu thực chức giám sát sức khỏe người phòng ngừa bệnh • Mạng tích hợp khơng gian-khơng khí-đất-liền-biển: tật sơ cấp Với tiến đột phá lý thuyết truyền Mạng truyền thông gặp hạn chế độ sâu thông phân tử công nghệ chủ chốt vật liệu chi phí kết nối tồn cầu 6G tối ưu hóa sở nano cảm biến, ứng dụng thúc đẩy số hóa thể người thông minh liệu pháp y tế Bằng cách tái tạo số hóa thể người trongthế giới thực, nhân số người xây dựng "con người số" cá nhân hóa giới ảo Thơng qua việc giám sát quản lý sức khỏe "con người số", dấu hiệu sống người giám sát đầy đủ xác, liệu pháp điều trị nhắm mục tiêu tiến hành, bệnh lý nghiên cứu, rủi ro bệnh nặng dự đốn, từ bảo vệ sống người khỏe mạnh Nhân số người trở thành thực thời đại 6G, xem xét yêu cầu độ thực tế cao độ tin cậy, truy cập Internet không dây tốc độ cao với độ di động cao phạm vi phủ sóng hồn chỉnh [5] • Internet giác quan: Internet giác quan hạ tầng mạng khơng gian, khơng khí, đất liền • Mã hóa điều chế mới: Cơng nghệ mã hóa điều biển, kết hợp mạng dựa vệ tinh mạng không dây chế 6G địi hỏi thiết kế tối ưu hố đặc tính truyền mặt đất để cung cấp phủ sóng tồn diện khơng thơng phức tạp lưu lượng terabit, băng thông kênh giới hạn Mạng không gian dựa truyền thông vệ tinh lớn, dải tần THz cao độ ổn định di động cực cao cung cấp phủ sóng khơng dây cho khu vực chưa Công nghệ AI giúp tìm phương pháp mã hóa điều phủ sóng cách triển khai vệ tinh quỹ đạo chế phù hợp cho môi trường truyền thông dày đặc Mạng không khí độ cao thấp triển khai nhanh chóng tái cấu hình linh hoạt để thích ứng với • Đa ăng-ten quy mơ lớn: Cơng nghệ đa ăng-ten 6G môi trường truyền thông cung cấp hiệu suất tốt đạt hiệu phổ cực cao thông qua kỹ thuật phân chia cho truyền thơng ngắn phạm vi Mạng khơng khí khơng gian (SDM) Nó cải thiện hiệu lượng, tảng độ cao sử dụng làm nút tiếp sóng giảm độ trễ hỗ trợ định vị xác nhận cho truyền thơng xa, thúc đẩy tích hợp mạng đất liền biết môi trường Ứng dụng đa ăng-ten quy mô lớn cần đột không đất liền Mạng biển cung cấp phủ sóng cho phá công nghệ ăng-ten Hiện tại, người ta ý nhiều ứng dụng quân thương mại dịch vụ internet đến ứng dụng bề mặt phản xạ thông minh đa cho hoạt động rộng sâu Tuy nhiên, việc mạng ăng-ten quy mơ lớn nước trở thành phần mạng 6G tương lai tranh cãi [5] • Động lực lượng quỹ đạo góc (OAM): Cơng nghệ OAM • Mạng thơng minh: Để thực tầm nhìn hệ thống đa phân kênh sử dụng động lực lượng góc sóng di động 6G thơng minh phổ biến, kiến trúc 6G nên điện từ trực giao để truyền nhiều luồng liệu xem xét đầy đủ khả AI mạng làm cho kênh, tăng hiệu phổ cơng suất hệ thống OAM trở thành tính cố hữu 6G AI học máy có nhiều chế độ OAM trực giao ghép/nghĩa ghép (ML) áp dụng vào nhiều khía cạnh mạng di nhau, cung cấp cách mở rộng khả mạng 6G động 5G, bao gồm ứng dụng lớp vật lý, lớp MAC Tuy nhiên, ứng dụng OAM giao tiếp không dây lớp mạng Tuy nhiên, ứng dụng AI mạng 5G giai đoạn thử nghiệm cần nghiên cứu giới hạn việc tối ưu hóa kiến trúc mạng truyền thống, thêm [5] không xem xét AI từ đầu thiết kế kiến trúc Trong thời đại 6G, cần phát triển loại mạng AI với khả • Blockchain: Blockchain dựa Cơng nghệ Sổ Phân tự tổng hợp, tự tổ chức, tự tối ưu hóa, tự thích ứng tán (DLT), đặc tính chất bảo vệ phi tập tự suy luận AI phải nhúng vào toàn mạng trung chống thay đổi ẩn danh khiến blockchain trở cấu trúc mạng, để hệ thống nhận thức suy luận có thành lựa chọn lý tưởng cho nhiều ứng dụng Nó đảm thể tương tác Sử dụng AI trung tâm, AI phân tán, AI bảo an ninh mạnh mẽ trình giao tiếp viền, radio thơng minh (IR) tích hợp cảm biến khơng thực thể mạng 6G Cơ chế điều khiển phân tán dựa dây thông minh truyền thông thơng minh để đảm bảo blockchain thiết lập liên kết giao tiếp trực tiếp mạng 6G thông minh [5] đơn vị mạng, giảm chi phí quản lý Chia sẻ phổ dựa • Giao tiếp Terahertz (THz): Dải tần THz (0.1 THz 10 Blockchain cải thiện đáng kể hiệu an THz) chưa quy định có khả truyền liệu ninh chia sẻ phổ truyền thống SM-MIMO OAM cực cao, giúp giảm thiếu khan băng thông đa phân kênh cải thiện đáng kể hiệu phổ Tia hẹp xung ngắn giúp bảo mật thông tin định vị cách ghép nhiều luồng liệu song song xác Giao tiếp THz có ứng dụng giao tiếp kênh tần số Giao tiếp tính tốn lượng tử cải khơng dây siêu tốc độ giao tiếp vũ trụ Tuy nhiên, cần thiện hiệu tính tốn cung cấp bảo đảm an ninh giải vấn đề linh kiện phần cứng tần số cao, mạnh mẽ cho 6G [5] mơ hình kênh ước tính, mạng hướng [5] • Giao tiếp ánh sáng nhìn thấy (VLC): VLC hoạt • Vật liệu mới: Hệ thống giao tiếp đạt thành động dải tần 400 THz đến 800 THz, sử dụng ánh công lớn, hiệu vật liệu bán dẫn thông sáng LED để truyền liệu VLC sử dụng băng thông thường dường đạt đến giới hạn, cần vật cực cao để đạt tốc độ truyền liệu cao, phù hợp cho liệu có tính chất cao tần nhiệt độ cao cho giao điểm nóng nhà tình khác Tuy nhiên, tiếp tốc độ cực cao Các vật liệu nitơđơn galli, cần giải thách thức giới hạn băng thông điều photpho indi, silic đức graphene sử dụng để chế bù đắp phi tuyến [5] phát triển thiết bị giao tiếp hệ Ngồi ra, • Cơng nghệ chia sẻ phổ động: Công nghệ cho phép vật liệu lỏng giới thiệu thiết kế ăng-ten người dùng khơng ủy quyền sử dụng phổ không điều chỉnh tần số nhằm đạt độ linh hoạt Vật sử dụng người dùng chính, cải thiện hiệu sử liệu siêu siêu bề mặt sử dụng mơi dụng phổ Để quản lý kết nối quy mô lớn ứng dụng trường khơng dây điều khiển sóng vơ tuyến Các 6G, cần triển khai công nghệ giảm nhiễu phân tán hiệu vật liệu siêu mặt phẳng điều khiển phần mềm có Blockchain Học sâu (Deep Learning) phương thể giảm nhiễu cách kiểm soát định hướng đặc pháp hiệu cho chia sẻ phổ thông minh động [5] tính mơi trường [5] • Quản lý lượng: Nhu cầu cơng suất tính tốn liên tục cho xử lý AI phổ biến thiết bị IoT đặt thách thức đáng kể hiệu lượng thiết bị giao tiếp Xét quy mô dự kiến mạng 6G, cần ý đến tiêu thụ lượng thiết kế hệ thống động thích ứng tối ưu hóa mạng theo nhu cầu thực tế Một cách làm sử dụng thu lượng, cho phép thiết Nhờ vai trò SPC, mạng 6G đạt yêu cầu bị tự cung cấp điện, điều quan trọng hoạt đặt ra, đồng thời mang lại nhiều cải tiến hiệu năng, động không dựa vào lưới điện, thiết bị IoT bền vững, thiết khả thích ứng thơng minh, hoạt động xanh, phạm bị sử dụng thời gian chờ dài Ngồi ra, cơng nghệ vi phủ sóng rộng bảo mật tốt hơn, góp phần vào khơng dây cộng sinh công nghệ quản lý điện thông phát triển Internet vạn vật minh cung cấp giải pháp tiềm • Giao tiếp tính toán lượng tử: 6G phải đáp ứng F SPC với ứng dụng dự kiến 6G yêu cầu an ninh cao nhiều tình ứng dụng Giao tiếp lượng tử cung cấp an ninh mạnh Trong ứng dụng dự kiến xuất mạng 6G, mẽ thơng qua khóa lượng tử Trong giao tiếp lượng tử, gói tin ngắn (short packet) với ưu điểm sử kẻ nghe muốn quan sát, đo lường chép, dụng rộng rãi 5G đóng vai trị quan trọng việc trạng thái lượng tử bị xáo trộn việc nghe cải thiện hiệu suất đáp ứng yêu cầu độ trễ thấp, dễ dàng phát Lý thuyết cho thấy giao tiếp lượng tử trở thành yếu tố cầu thành nên đạt an ninh tuyệt đối Hơn nữa, cách dịch vụ 5G dịch vụ dự đồn kết hợp lý thuyết lượng tử AI, phát triển phát triển mạnh 6G với yếu tố Đạt độ thuật toán AI mạnh mẽ hiệu để đáp ứng yêu trễ cực thấp ms độ tin cậy cực cao, nhiều cầu 6G Tuy nhiên, tốc độ truyền liệu cao so với 5G hỗ trợ kết nối hàng tỷ thiết bị IoT MTC, tình ứng dụng đòi hỏi cao đặt thách thức cho cung cấp khả mở rộng lớn so với 5G Có thể tính tốn khơng dây 6G [5] thấy ứng dụng dự kiến : Giao tiếp holographic, • Giao tiếp phân tử: Trong sinh y, IoT sinh học-nano Công nghiệp 4.0, Thực ảo/augmented (AR/VR/MR), (Internet of Bio-Nano Things, IoBNT) kết nối Thành phố thơng minh có u cầu chung thiết bị nano (như robot nano, chip cấy ghép cảm biến như: Đòi hỏi độ trễ cực thấp ms khả sinh học) thực thể sinh học Giao tiếp phân tử truyền liệu tốc độ cao, độ tin cậy cao, băng thơng cực cơng nghệ sở IoBNT Nó sử dụng phân tử cao, độ trễ thấp, khả hộ trợ kết nối nhiều thiết bị sinh hóa để giao tiếp truyền thơng tin thiết lớn, Các yếu tố lợi SPC bị nano Hơn nữa, kết hợp IoBNT số chứng minh 5G Kết luận Gói tin ngắn đóng góp người mạng không dây cự ly ngắn gồm vào việc giảm thiểu độ trễ tăng hiệu truyền thông thiết bị giám sát mặc/ cảm biến cảm biến tình ứng dụng 6G, đảm bảo trải nghiệm thể, cung cấp giải pháp tồn diện cho tốt tiếp tục mở rộng khả cơng nghệ chăm sóc sức khỏe điện tử 6G [5] E Dự đoán ảnh hưởng Short Packet Communication G Công nghệ 6G SPC 6G Các hệ hệ thống viễn thơng trước 5G • Giảm độ trễ: SPC giúp truyền tải liệu nhanh chóng thiết kế chủ yếu với mục tiêu cung cấp tốc độ hiệu cách sử dụng gói tin ngắn, giúp giảm truyền liệu đáng kể so với hệ trước 5G độ trễ xuống 0,1 ms, phù hợp với ứng dụng đòi thay đổi xu hướng này: tập trung không vào dịch vụ hỏi độ trễ thấp xe tự lái, robot phẫu thuật VR/AR thông tin rộng băng tần đó, tốc độ liệu cao Tăng tốc độ truyền liệu: SPC hỗ trợ việc truyền tải Do phần lớn kết nối khơng dây 5G có liệu với tốc độ cao từ đến TBps cách thể khởi tạo máy móc thiết bị tự động tối ưu hóa q trình mã hóa xử lý liệu thiết bị di động người dùng vận hành mà gói tin ngắn, giúp tăng cường hiệu suất mạng dịch vụ thông tin rộng băng tần truyền thống dành cho 5G 5G cung cấp cơng nghệ URLLC mMTC • Độ tin cậy: SPC cải thiện độ tin cậy mạng 6G lên tới có thách thức đầu với việc hộ trợ truyền gói liệu 109 cách sử dụng thuật tốn mã hóa đặc biệt, ngắn đòi hỏi phân bổ tài nguyên: dải tần số ,phổ giúp giảm tỷ lệ lỗi bit đảm bảo truyền tải liệu , không gian, thời gian Với việc phát triển kịch cách xác ổn định công nghệ 6g sảy vấn đề tương tự lượng tài nguyên cung cấp nhiều số • Phạm vi phủ sóng rộng: SPC khó hộ 6G lượng thiết bị kết nối đề nghị cao nhiều so việc mở rộng phạm vi phủ sóng bầu trời đến 10.000m yêu cầu độ ổn định tin cậy cao, không gian rộng lớn biển rộng 1200 hải lý Điều đồng nghĩa với việc kiến việc đánh gói tin sai lệch thơng tin truyền trở khó đảm bảo kết nối ổn định khu vực nên cao thách thức lớn so với cơng nghệ mã khó tiếp cận vùng sâu vùng xa, biển đảo, không hóa bảo mật trước đâu chưa làm hay ứng gian hàng không dụng short packet công nghệ lượng tử phân tử cần tiếp cận thiết kề Tuy nhiên • Tối ưu hóa tài nguyên: SPC giúp tối ưu hóa mạng đống thới ngược lại với thách thức Short Packet 6G cách phân bổ tài nguyên mạng cách hiệu có nguốn tài nguyên lớn nhiều lần so với 5G, quả, giảm độ trễ đảm bảo độ tin cậy, đồng thời tận dụng công nghệ thông minh AI Big Data để tự số kịch công nghệ phát triển mạng thông mang lại cho short packet communication nhiều minh ứng dụng AI để tối ưu hóa việc phân bố tài nguyên ích lợi Có thể khẳng định Short Packet , cơng nghệ mã hóa điều chế phát triển Comunication thành móng phần chủ chốt hộ trỡ lớn đồi với short packet, yếu tố sở vật phát triển 6G cách làm với mơi chất cải thiện đáng kể , vật liệu bán dẫn trường mạng 5G phát triển V RESEARCH ACTIVITIES H Kết Luận Sau thành công việc thương mại hóa quy mơ Với thay đổi cải tiến 6G cần giúp đợ lớn Short Packet mạng 5G, công ty, trường nhiều short packet đồng thới thay đổi vừa đại học viện nghiên cứu tồn giới đem đến nhiều ưu thách thức cho phát thức bắt đầu nghiên cứu yêu cầu tiềm cho triển short packet communication 6G dịch vụ 6G, kiến trúc mạng công nghệ hỗ trợ tiềm Ưu thế: SPC hỗ trợ mạng 6G việc đáp ứng từ năm 2021 Một số báo nghiên cứu, hội thảo yêu cầu độ trễ thấp, độ tin cậy cao khả hay công nghệ xu hướng phát triển Short Packet kết nối hàng tỷ thiết bị IoT MTC Các yếu tố 6G thực như: áp dụng thành cơng mạng 5G điếu • Sự Phát triển bùng nổ Ai: Với thành công AI chứng tỏ SPC yếu tố quan dạo gần kể đền chat GPT, Midjourney, trọng bậc mạng 6G với yếu cầu độ trễ Bing ta khẳng định tiềm nâng AI thấp 0,1ms, tốc độ cao đến TBps, vời độ tin cậy thể mạnh mẽ Tất công ty, cao cần tối ưu hóa để phân bổ quản lí tài nguyên doanh nghiệp lớn thị trường chạy đua Hoàn toán phù hợp với đặc điểm SPC cung cấp Song công phát triện Ai nhằm hộ trợ cho sản phẩm song với việc công nghệ nghiên cứu tất lĩnh vực dù chưa có báo cáo áp dụng 6G hồn tốn áp dụng giải cụ liên quan đền Short Packet, Nhưng với việc pháp để cải tiền short packet khắc phục điểm yếu thành cơng AI không qua lâu Như hộ trợ Ai để quản lý môi trường tài nguyên chứng kiến hộ trợ AI lĩnh vực truyền thông rộng lớn Các công nghệ mã hóa điều chế khắc đặc biệt truyền thơng gói ngắn phục nâng cấp yếu điểm tồn đọng SPC công • Tích hợp Edge Computing: Edge computing giúp giảm nghệ Blocktrain vs lượng tử cung cấp yêu cầu an toán độ trễ tăng hiệu việc xử lý gói tin ngắn cho gói tin thơng qua khóa lượng tử hay bảo vệ phi cách xử lý liệu lớp mạng gần với thiết tập trung chống thay đổi ẩn danh block train bị người dùng Sự kết hợp edge computing short Thách thức: Đối mặt với hạn chế công nghệ packet communication phát huy hiệu ứng khơng hồn tốn đáp ứng đủ cho 6G SPC Các dụng 6G Edge computing sử dụng để xử lý cơng nghệ cần nghiên cứu phát triển thuật short packet Ví dụ, truyền thơng khơng dây, tốn mã hóa điều chế để đảm bảo độ tin cậy short packet xử lý thiết bị edge bảo mật cao mạng 6G Việc đánh gói tin computing gần nguồn liệu để giảm độ trễ tăng tốc sai lệch thông tin truyền không gian rộng lớn độ phản hồi cần giải giải pháp kỹ thuật tiên • Flexible Channel Coding for 6G Short Packet Com- tiến Việc có nguốn tài nguyên lớn gấp nhiều munication: dự án tài trợ Liên minh lần 5G trở thành toán thách thức vần đề quản châu Âu nhằm phát triển kế hoạch mã hóa giải lí phân bổ tài ngun ưu điểm SPC mã để giải tính linh hoạt độ chi tiết không tránh khởi việc yêu cầu đặt qua mã kênh có độ dài khối hữu hạn thiết kế thuật toán khỏi phạm vi SPC sử lí Cần thiết kế ứng dụng giải mã có độ phức tạp thấp để giải vấn đề độ trễ SPC cách tiếp cận thiết kế để sử dụng việc truyền thông short packet 6G Dự án công nghệ lượng tử phân tử, Phát triển phần tháng 10 năm 2022 dự kiến kết cứng tiêu chuẩn để hỗ trợ yêu cầu 6G thúc vào tháng 12 năm 2024 short packet communication • Giao tiếp gói ngắn hướng đến độ tuổi thơng tin (AoI): Kết luận Ta thấy Short packet communication trình bày cho việc thiết kế đồng thời hệ đóng vai trị quan trọng mạng 6G, giúp hỗ trợ nhiều thống ghép nối, nơi mà AoI đóng vai trị thước ứng dụng dịch vụ tiên tiến Các thách thức hướng đo độ thông tin phản ánh độ trễ nghiên cứu liên quan đến độ tin cậy, độ trễ, dung lượng, độ tin cậy Dự đoán trạng thái chấm dứt truyền thông phần cứng tiêu chuẩn cần giải để phát triển chủ động trường hợp lỗi dự đoán sử dụng cho mạng 6G hiệu Nghiên cứu phát triển việc thiết kế đồng thời cảm biến giao tiếp tập trung vào việc khám phá công nghệ mới, AI, chứng minh vượt trội trường hợp khơng dự đốn học máy edge computing, để giải thách thức mặt AoI, xác suất lỗi dự đoán 50% tận dụng tiềm short packet communication Hơn nữa, độ tuổi thơng tin vịng kín cho hệ 6G ngược lại phát triển 6G đồng thời thống điều khiển mạng không dây, gọi độ tuổi 10 vịng (AoL), phân tích hiệu tồn diện cho độ dài khối hữu hạn việc thiết kế đồng thời giao tiếp điều khiển, – Nhóm người dùng NOMA lai cho truyền thơng gói chứng minh cho phép giảm chi phí điều khiển lần ngắn mạng IoT với loại thiết bị khác • Thiết kế máy thu có độ tin cậy cao theo cách bán – Triển khai giải mã Ultra-Fast mù: Dùng cho hai hệ thống truyền thơng gói ngắn – Chỉ đạo lưu lượng cho eMBB uRLLC tồn nhiễu mạnh Đối với hệ thống đa truy cập không trực giao (NOMA) đường xuống can thiệp nhiều mạng truy cập vô tuyến mở người dùng, cấu trúc máy thu dựa phân tích thành phần độc lập trình bày, đạt hiệu suất mạnh VI CONCLUSION mẽ gần tối ưu mà không cần hủy nhiễu liên tiếp Đối với hệ thống ghép kênh phân chia tần số trực giao Sự phát triển truyền thông ngày tăng tốc, đặc (OFDM) đa đầu vào đa đầu vào (MIMO) di động cao biệt nhờ thành công 5G Short Packet trở thành can thiệp mạnh mẽ sóng mang, sơ tảng vững 5G bối cảnh này, Short đồ ước tính kênh dựa mơ hình mở rộng sở phân Packet kỳ vọng đóng vai trị then chốt việc cấp đề xuất, giúp giảm đáng kể chi phí thí điểm thiết kế 6G, giúp nâng cao chất lượng dịch vụ đáp độ phức tạp tính tốn ứng nhu cầu đa dạng hệ thống không dây Bằng cách • Phân bổ tài nguyên động: nâng cao hiệu suất tập trung vào kiến trúc kỹ thuật Short Packet, đối giao tiếp gói ngắn Việc điều chỉnh chung chiều dài khối, mặt với thách thức khai thác giải pháp tiềm liên chiều dài thí điểm cơng suất thí điểm tiến hành quan đến 6G dựa dự đoán, tiếp để tăng cường hiệu suất thông lượng, độ trễ độ tin tục nghiên cứu phát triển giải pháp sáng tạo cậy giao tiếp gói ngắn, cân chúng cho vấn đề 6G thông qua Short Packet ngược nghiên cứu Hơn nữa, phân bổ chung chiều lại Điều mở hội để khám phá sâu dài khối, kênh công suất truyền trình bày cơng nghệ dịch vụ 6G phát triển Short cho hệ thống trung đội dựa xe di động đến thứ Packet, giúp xác định rõ ràng vấn đề thực tế (V2X), với hỗ trợ lựa chọn người quản lý cần giải trình phát triển 6G, đặc biệt động Hiệu suất gần tối ưu độ trễ phát nhóm lĩnh vực gói ngắn ứng dụng hệ giảm độ phức tạp đáng kể so với tìm kiếm tồn diện đạt thống không dây đại • Hội thảo WS-15: Hội thảo truyền thơng gói ngắn cho VII ACKNOWLEDGMENT ứng dụng 6G vào ngày 20 tháng 2022 vừa với topic như: Trước hết, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy Nguyễn Thành Chuyên - người cho – Lý thuyết thông tin không tiệm cận cho truyền chúng em hội tiếp cận đề tài gây ý thơng gói ngắn tồn cầu gần đây, Short Packet Communication in 6G Đây đề tài mẻ đồi với chúng em, qua – Công nghệ đa dạng cho truyền thông gói ngắn bọn em có nhìn rõ ráng tầm quan trọng – Sử dụng phổ tần tối ưu hóa cho truyền thơng gói Short Packet, đóng góp 5G góc nhìn rộng 6G tiềm Short Packet môi ngắn trường mạng 6G tới bên cạnh chúng em có – Mã nguồn kênh cho truyền thơng gói ngắn trải nghiệm quý báu tình đồng đội – Ước tính kênh cho truyền thơng gói ngắn học kinh tế nhiều điều mẻ bên cạnh – Phân loại / nhận dạng vân tay để gửi gói ngắn an kỹ nghiên cứu tìm tài liệu , giúp chúng em chuẩn bị tốt cho tương lai Mặc dù viết cịn nhiều tồn thiếu sót bọn em cịn thiếu sót kiến thức – Cơng nghệ bảo mật nội sinh cho truyền thơng gói thành sau ngày tìm tịi học hỏi chúng em, em mong thầy người thơng cảm ngắn cho sai sót bọn em – Các công nghệ bảo mật hỗ trợ trí tuệ nhân tạo cho Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy Nguyễn Thành Chuyên hy vọng chúng em truyền thơng gói ngắn học từ đề tài mang lại ứng dụng – Xác thực danh tính cho giao tiếp gói ngắn thiết thực góp phần vào phát triển cơng nghệ – HetNets cho truyền thơng gói ngắn không dây tương lai – Lý thuyết xếp hàng tối ưu hóa cho truyền thông REFERENCES gói ngắn – Thiết kế tối ưu hóa giao thức cho truyền thông [1] Secure Short-Packet Communications at the Physical Layer for 5G and Beyond Chen Feng, and Hui-Ming Wang, Senior Member, gói ngắn T IEEE – ối ưu hóa lớp chéo cho giao tiếp gói ngắn – Dung lượng kênh chế độ độ dài khối hữu hạn [2] Towards Massive Connectivity Support for Scalable mMTC Communications in 5G Networks CARSTEN BOCKELMANN, cho MIMO lớn với đa luồng chọn NUNO K PRATAS, GERHARD WUNDER, STEPHAN SAUR, – Sơ đồ giảm thiểu AoI hỗ trợ phi công chế độ DAVID GREGORATTI 11 [3] Towards Massive, Ultra-Reliable, and Low-Latency Wireless Communication with Short Packets Giuseppe Durisi, Senior Member, IEEE, Tobias Koch, Member, IEEE, Petar Popovski, Fellow, IEEE [4] Short-Packet Communications: Fundamental Performance and Key Enablers Johan Oă stman [5] A Survey on 6G Networks: Vision, Requirements, Architecture, Technologies and Challenges Abderrahmane El Mettiti1*, Mo- hammed Oumsis1,2 [6] Towards Massive, Ultra-Reliable, and Low-Latency Wireless Communication with Short Packets, Giuseppe Durisi, Senior Member, IEEE, Tobias Koch, Member, IEEE, Petar Popovski, Fellow, IEEE [7] eliable and Secure Short-Packet Communications Chen Feng, Hui-Ming Wang, Senior Member, IEEE, and H Vincent Poor, Life Fellow, IEEE [8] URLLC Key Technologies and Standardization for 6G Power Internet of Things, Xiumin Yang, Zhenyu Zhou, Senior Member, IEEE, and Biyao Huang, Member, IEEE [9] Rate-Splitting Multiple Access for Enhanced URLLC and eMBB in 6G, Onur Dizdar1, Yijie Mao1, Yunnuo Xu1, Peiying Zhu2 and Bruno Clerckx1, 1Department of Electrical and Electronic Engineering, Imperial College London ,2Huawei Technologies Canada Co Ltd., Canada [10] URLLC Key Technologies and Standardization for 6G Power Internet of Things ,Xiumin Yang; Zhenyu Zho; Biyao Huang 12