The double-directional (DD) wireless channel model is important for realistic system design since it provides complete propagation information. While stochastic and deterministic channel models are widely adopted, and existing machine learning (ML) solutions mostly aim to align future channel realizations, these solutions are often limited to short time spans that may not be statistically significant. Moreover, because the number of multi-path components (MPCs) varies with spatial and temporal variation of the receiver (RX) and/or interacting objects (IOs), typical ML solutions that require fixed, predefined input and output shapes fall short. To curb these limitations, we propose a statistics-aided ML solution that relies on a fixed subset of MPCs selection. More specifically, we first select top-$M$ MPCs, where $M\in\mathbb{Z}^+$ is much smaller than the total number of MPCs, and construct learnable graphs to train our proposed hybrid TimesNet-TimeFilter (TNTF) model. We then use a channel statistics-aided training method to generate future top-M DD channel realizations such that the statistics calculated from these realizations matches closely with those of the actual statistics from the complete time-varying DD channel realizations. We validate the proposed solution using extensive simulations on both synthetic stochastic channel model (SCM)-based and deterministic ray-tracing-based datasets, and demonstrate its effectiveness relative to state-of-the-art baselines.


翻译:双向(DD)无线信道模型因提供完整的传播信息而对实际系统设计至关重要。尽管随机性和确定性信道模型被广泛采用,且现有机器学习(ML)方案主要致力于对齐未来信道实现,但这些方案往往局限于统计意义上可能不够显著的时间跨度。此外,由于多径分量(MPC)的数量随接收机(RX)和/或交互物体(IOs)的空间和时间变化而变化,要求固定预定输入输出形状的典型ML方案难以胜任。为克服这些限制,我们提出一种基于固定子集MPC选择的统计辅助ML方案。具体而言,我们首先选取前$M$个MPC(其中$M\in\mathbb{Z}^+$远小于MPC总数),构建可学习图结构以训练所提出的混合TimesNet-TimeFilter(TNTF)模型。随后,采用信道统计辅助训练方法生成前-M个DD信道实现,使得基于这些实现计算的统计量能够紧密匹配由完整时变DD信道实现得到的真实统计量。我们通过基于合成随机信道模型(SCM)和确定性射线追踪数据集的广泛仿真验证了所提方案,并证明了其相对于最先进基线的有效性。

0
下载
关闭预览

相关内容

无线信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻,对于无线电波而言,它从发送端传送到接收端,其间并没有一个有形的连接,它的传播路径也有可能不只一条,我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作,可以想象两者之间有一个看不见的道路衔接,把这条衔接通路称为信道。
《在多无人机系统中利用软件定义无线电共享位置信息》
机器学习在信道建模中的应用综述
专知会员服务
29+阅读 · 2021年3月16日
专知会员服务
48+阅读 · 2020年10月20日
【AI与医学】多模态机器学习精准医疗健康
这可能是「多模态机器学习」最通俗易懂的介绍
计算机视觉life
113+阅读 · 2018年12月20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
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
1+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
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17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
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
1+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员