面向6G的空中计算：基础、技术与应用

人工智能技术的快速发展催生了多样化的智能服务，对海量连接和巨量数据聚合提出了前所未有的需求。然而，稀缺的无线资源和严格的时延要求使得满足这些需求极具挑战。为应对这些挑战，空中计算（AirComp）作为一种潜在技术应运而生。具体而言，AirComp利用多址信道的叠加特性将通信与计算过程无缝融合，实现了从“先通信后计算”到“通信即计算”的革命性多址范式转变。借此，AirComp允许多个设备占用同一信道进行传输，从而实现频谱高效且低时延的无线数据聚合。本文旨在从基础、技术和应用三方面阐述AirComp的最新进展。首先介绍AirComp的数学形式与通信设计作为基础，并结合现有文献讨论不同网络架构下AirComp的关键问题。从信息论与信号处理角度综述了用于AirComp分析与优化的技术。此外，我们呈现了解决AirComp系统实际实现问题的现有研究，并详述AirComp在物联网与边缘智能网络中的应用。最后，指出了潜在研究方向以推动AirComp的未来发展。