This paper proposes a lightweight distributed learning method for transmission parameter selection in Long Range (LoRa) networks that can adapt to dynamic communication environments. In the proposed method, each LoRa End Device (ED) employs the Upper Confidence Bound (UCB)1-tuned algorithm to select transmission parameters including channel, transmission power, and bandwidth. The transmission parameters are selected based on the ACKnowledgment (ACK) feedback returned from the gateway after each transmission and the corresponding transmission energy consumption. Hence, it enables devices to simultaneously optimize transmission success rate and energy efficiency in a fully distributed manner. However, although UCB1-tuned based method is effective under stationary conditions, it suffers from slow adaptation in dynamic environments due to its strong reliance on historical observations. To address this limitation, we integrate the Schwarz Information Criterion (SIC) to our proposed method. SIC is adopted because it enables low-cost detection of changes in the communication environment, making it suitable for implementation on resource-constrained LoRa EDs. When a change is detected by SIC, the learning history of UCB1-tuned is reset, allowing rapid re-learning under the new conditions. Experimental results using real LoRa devices demonstrate that the proposed method achieves superior transmission success rate, energy efficiency, and adaptability compared with the conventional UCB1-tuned algorithm without SIC.


翻译:本文提出一种适用于动态通信环境的轻量级分布式学习方法,用于长距离(LoRa)网络中的传输参数选择。在所提方法中,每个LoRa终端设备(ED)采用上置信界(UCB)1-tuned算法选择传输参数,包括信道、发射功率和带宽。传输参数的选择基于每次传输后网关返回的确认(ACK)反馈及相应的传输能耗。因此,该方法使设备能够以完全分布式的方式同时优化传输成功率和能量效率。然而,尽管基于UCB1-tuned的方法在稳态条件下表现良好,但由于其高度依赖历史观测值,在动态环境中适应性较慢。为解决此局限性,我们将施瓦茨信息准则(SIC)集成到所提方法中。采用SIC是因为它能够以较低成本检测通信环境的变化,适合在资源受限的LoRa ED上实现。当SIC检测到环境变化时,UCB1-tuned的学习历史将被重置,从而在新条件下实现快速重新学习。使用真实LoRa设备进行的实验结果表明,与未集成SIC的传统UCB1-tuned算法相比,所提方法在传输成功率、能量效率和适应性方面均表现出更优性能。

0
下载
关闭预览

相关内容

《对抗环境下面向特种作战的LoRa通信》最新130页
【ICLR2025】大型语言模型的动态低秩稀疏适应
专知会员服务
14+阅读 · 2025年2月21日
大语言模型的LoRA研究综述
专知会员服务
55+阅读 · 2024年7月17日
【ACL2024】DoRA:通过动态秩分布增强参数高效微调
专知会员服务
21+阅读 · 2024年5月28日
【ICML2024】DoRA:权重分解的低秩适应
专知会员服务
20+阅读 · 2024年5月6日
基于多智能体深度强化学习的体系任务分配方法
专知会员服务
157+阅读 · 2023年5月4日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
基于数据的分布式鲁棒优化算法及其应用【附PPT与视频资料】
人工智能前沿讲习班
27+阅读 · 2018年12月13日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
2025年大语言模型进展报告
专知会员服务
1+阅读 · 今天13:30
多智能体协作机制
专知会员服务
0+阅读 · 今天13:26
非对称优势:美海军开发低成本反无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:39
《美战争部小企业创新研究(SBIR)计划》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:48
《军事模拟:将军事条令与目标融入AI智能体》
专知会员服务
9+阅读 · 今天2:43
【NTU博士论文】3D人体动作生成
专知会员服务
7+阅读 · 4月24日
以色列军事技术对美国军力发展的持续性赋能
专知会员服务
8+阅读 · 4月24日
《深度强化学习在兵棋推演中的应用》40页报告
专知会员服务
14+阅读 · 4月24日
《多域作战面临复杂现实》
专知会员服务
10+阅读 · 4月24日
《印度的多域作战:条令与能力发展》报告
专知会员服务
5+阅读 · 4月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员