As 5G technology becomes increasingly established, the anticipation for 6G is growing, which promises to deliver faster and more reliable wireless connections via cutting-edge radio technologies. However, efficient management method of the large-scale antenna arrays deployed by those radio technologies is crucial. Traditional management methods are mainly reactive, usually based on feedback from users to adapt to the dynamic wireless channel. However, a more promising approach lies in the prediction of spatial channel state information (spatial-CSI), which is an all-inclusive channel characterization and consists of all the feasible line-of-sight (LoS) and non-line-of-sight (NLoS) paths between the transmitter (Tx) and receiver (Rx), with the three-dimension (3D) trajectory, attenuation, phase shift, delay, and polarization of each path. Advances in hardware and neural networks make it possible to predict such spatial-CSI using precise environmental information, and further look into the possibility of holographic communication, which implies complete control over every aspect of the radio waves emitted. Based on the integration of holographic communication and digital twin, we proposed a new framework, digital radio twin, which takes advantages from both the digital world and deterministic control over radio waves, supporting a wide range of high-level applications. As a preliminary attempt towards this visionary direction, in this paper, we explore the use of generative artificial intelligence (AI) to pinpoint the valid paths in a given environment, demonstrating promising results, and highlighting the potential of this approach in driving forward the evolution of 6G wireless communication technologies.


翻译:随着5G技术日益成熟,人们对6G的期待与日俱增,6G有望通过尖端无线电技术提供更快速、更可靠的无线连接。然而,如何高效管理这些无线电技术所部署的大规模天线阵列至关重要。传统管理方法主要是反应式的,通常基于用户反馈来适应动态无线信道。然而,一种更有前景的方法在于预测空间信道状态信息(spatial-CSI),这是一种全方位的信道表征,包含发射机(Tx)与接收机(Rx)之间所有可行的视距(LoS)和非视距(NLoS)路径,每条路径均具备三维(3D)轨迹、衰减、相移、时延和极化特性。硬件与神经网络的进步使得利用精确环境信息预测此类空间-CSI成为可能,并进一步探索全息通信的可行性——这意味着对发射无线电波的每个方面实现完全控制。基于全息通信与数字孪生的融合,我们提出了一种新框架——数字无线电孪生,该框架兼具数字世界的优势和对无线电波的确定性控制,支持广泛的各类高级应用。作为迈向这一愿景方向的初步尝试,本文探索了利用生成式人工智能(AI)在给定环境中精确定位有效路径的方法,展现了令人鼓舞的结果,并凸显了该方法在推动6G无线通信技术演进中的潜力。

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