Creating a digital world that closely mimics the real world with its many complex interactions and outcomes is possible today through advanced emulation software and ubiquitous computing power. Such a software-based emulation of an entity that exists in the real world is called a 'digital twin'. In this paper, we consider a twin of a wireless millimeter-wave band radio that is mounted on a vehicle and show how it speeds up directional beam selection in mobile environments. To achieve this, we go beyond instantiating a single twin and propose the 'Multiverse' paradigm, with several possible digital twins attempting to capture the real world at different levels of fidelity. Towards this goal, this paper describes (i) a decision strategy at the vehicle that determines which twin must be used given the computational and latency limitations, and (ii) a self-learning scheme that uses the Multiverse-guided beam outcomes to enhance DL-based decision-making in the real world over time. Our work is distinguished from prior works as follows: First, we use a publicly available RF dataset collected from an autonomous car for creating different twins. Second, we present a framework with continuous interaction between the real world and Multiverse of twins at the edge, as opposed to a one-time emulation that is completed prior to actual deployment. Results reveal that Multiverse offers up to 79.43% and 85.22% top-10 beam selection accuracy for LOS and NLOS scenarios, respectively. Moreover, we observe 52.72-85.07% improvement in beam selection time compared to 802.11ad standard.


翻译:通过先进的仿真软件与泛在计算能力,如今我们能够创建高度模拟真实世界及其复杂交互与结果的数字世界。这种基于软件的、对真实世界实体的仿真被称为"数字孪生"。本文研究了安装在车辆上的毫米波频段无线电设备的孪生体,并展示了其如何加速移动环境中的定向波束选择。为此,我们超越了单一孪生体的实例化,提出了"多宇宙"范式,即使用多个不同保真度的数字孪生体来捕捉真实世界。围绕这一目标,本文描述了:(i) 车辆端根据计算与延迟限制决定选用哪个孪生体的决策策略,以及(ii) 一种自学习方案,该方案利用多宇宙引导的波束选择结果,逐步增强真实世界中基于深度学习的决策能力。本研究与先前工作的区别在于:首先,我们使用从自动驾驶汽车采集的公开射频数据集来构建不同的孪生体;其次,我们提出了一个框架,实现真实世界与边缘多宇宙孪生体之间的持续交互,而非实际部署前的一次性仿真。结果表明,在视距与非视距场景下,多宇宙分别实现了高达79.43%和85.22%的前十波束选择准确率。此外,与802.11ad标准相比,波束选择时间提升了52.72%-85.07%。

0
下载
关闭预览

相关内容

IFIP TC13 Conference on Human-Computer Interaction是人机交互领域的研究者和实践者展示其工作的重要平台。多年来,这些会议吸引了来自几个国家和文化的研究人员。官网链接:http://interact2019.org/
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
30+阅读 · 2021年8月18日
VIP会员
最新内容
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
1+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
3+阅读 · 5月30日
《Palantir任务保障性软件安全标准(MA-S2)》
专知会员服务
8+阅读 · 5月30日
基于声学的无人机检测技术综述
专知会员服务
5+阅读 · 5月30日
《当代混合战争分析框架:俄乌战争经验教训》
战略前沿人工智能的再思考(中文)
专知会员服务
7+阅读 · 5月29日
《量化地基防空系统间接效应的博弈论方法》
专知会员服务
5+阅读 · 5月29日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+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
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员