https://ieeexplore.ieee.org/document/10570412

深度学习在预测、决策和回归分析方面展现出的卓越能力,不仅在自然语言处理和计算机视觉领域证明了其有效性,而且还越来越多地影响着未来通信的智能化(Jiao et al., 2006; Letaief et al., 2019)。在6G技术的发展中,深度学习将关键地解决多个挑战。为了满足6G愿景(Wang et al. 2023),**图神经网络(GNNs)**能够迅速建模网络,有助于在6G网络中实现全球覆盖和数字集成(Suarez et al., 2019; Shen et al., 2023)。**元学习(Meta Learning)**使深度学习模型适应新任务,从而支持实现全感知和全频谱(Jung et a l., 2021)。**深度强化学习(DRL)**在高效管理网络资源和数据方面发挥着关键作用,为全面应用的时代铺平了道路(Luong et al., 2019; Hortelano et al., 2023; Chen et al., 2021)。**联邦学习(FL)**通过其分布式学习过程,确保在保持全球覆盖的同时强化安全性(Nguyen et al., 2022)。生成对抗网络(GANs)的数据分布学习能力,对于增强强安全性具有巨大潜力(Dunmore et al., 2023)。此外,卷积神经网络(CNNs)的模式识别能力和Transformer的序列特征提取能力为6G网络中推进全面应用和加强安全性奠定了基础(Wang et al., 2023; Mohammadpour et al., 2022)。以及Transformer作为新的基础模型在编解码过程中和生成式AI中担任着重要作用。这些深度学习方法不仅在迅速过渡到6G时代的无线通信中起到了重要作用,而且它们相互补充和支持,为构建更智能、更紧密的6G网络做出了贡献(Shen et al., 2022)。

本文提供了一个全面的概述,关于6G无线通信背景下深度学习的当前发展、机遇和挑战。我们首先阐述了6G中深度学习应实现的五个关键方面:**自适应资源分配、智能网络管理、鲁棒信号处理、无处不在的边缘智能以及内生安全,**如图2所示。接下来,我们详细回顾了深度学习方法如何协助6G网络实现这些目标。这包括对这些方法在实现上述方面所提供的服务进行分类讨论,以及探索它们面临的潜在挑战,图1展示了本文的分类方法。接下来,随着生成式人工智能(AIGC)的持续发展,我们深入探讨了它为6G带来的具体挑战和机遇。最后,我们讨论了6G深度学习领域的普遍性开放问题,提供了对未解决问题和未来研究领域的见解,为将人工智能更深入地融入6G基础设施的道路提供了启示。

本文突出深度学习在融入6G时的机遇与挑战,虽然存在许多关于DL和6G的相关综述,如表2所示,本文通过全面整合各种DL技术到6G,并提供深入见解,从而使其区别于其他文献。并且不同于其他专注于特定6G情景或技术的工作,我们优先考虑这些模型如何优化和增强6G技术。

本文基于666篇参考文献,对前沿深度学习模型在6G中提供的服务进行综述,并对每个模型所面临的内在挑战进行讨论;随后,本文讨论了6G对AIGC的作用以及AIGC对6G的影响,促进了先进无线技术与可持续智能计算之间的协同关系;最后我们推理出了十个公开问题,为未来的进展提供了关键见解,并为将AI无缝集成到6G中奠定了基础。

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