6Gに向けたAIの調査：課題と機会

要旨: ワイヤレス通信が進化するにつれて、ネットワークの世代ごとに、新しい技術が登場し、私たちがどのように接続し、どのように相互作用するかが変化していきます。人工知能（AI）は、第6世代（6G）ネットワークの未来を形作る上で、ますます重要になっています。AIと機械学習（ML）を組み合わせることで、6Gは、スマートシティ、自律システム、ホログラフィック・テレプレゼンス（遠隔存在感）、触覚インターネットなどのアプリケーションに向けて、高いデータレート、低遅延、広範な接続性を提供することを目指します。本論文は、6Gネットワークを支える上でのAIの役割を詳細に概説します。注目するのは、深層学習、強化学習、フェデレーテッドラーニング（連合学習）、説明可能なAIといった主要技術です。また、AIが不可欠なネットワーク機能とどのように統合されるかを検討し、スケーラビリティ、セキュリティ、エネルギー効率に関する課題と、それに対する新たな解決策について論じます。さらに本研究は、AI駆動の分析を、超高信頼・低遅延通信（URLLC）、拡張モバイルブロードバンド（eMBB）、大量のマシンタイプ通信（mMTC）、統合センシング・コミュニケーション（ISAC）といった6Gサービス領域につなぐ観点も示します。標準化、倫理、サステナビリティ（持続可能性）に関する懸念にも取り組みます。最近の研究トレンドを要約し、今後の方向性を特定することで、本サーベイ論文は、AIと次世代ワイヤレス通信の交差領域にいる研究者および実務者にとって貴重な参考文献を提供します。