衡量移动数据的客户体验对于全球移动运营商来说至关重要。收到的参考信号(RSRP)是当前移动网络管理,评估和监视的重要指标之一。通过最小化驱动器测试(MDT)(一种3GPP标准技术)收集的无线电数据通常用于无线网络分析。在不同地理区域收集MDT数据效率低下,受地形条件和用户的存在限制,因此对于动态无线电环境来说不是足够的技术。在本文中,我们研究了RSRP预测,利用MDT数据和数字双胞胎(DT)的生成模型,并提出了数据驱动的两层神经网络(NN)模型。在第一层中,与用户设备(UE)相关的环境信息,基站(BS)和网络关键性能指标(KPI)是通过变量自动编码器(VAE)提取的。第二层被设计为可能性模型。在这里,采用了环境功能和实际MDT数据功能,制定了集成的培训过程。在验证中,我们提出的使用现实世界数据的模型表明,与经验模型相比,与完全连接的预测网络相比,与经验模型相比,精度提高了约20%或更多。
translated by 谷歌翻译
通过大量多输入和多重输出实现的许多性能增长取决于发射机(基站)下链路通道状态信息(CSI)的准确性,这通常是通过在接收器(用户终端)估算并馈入的。到发射器。 CSI反馈的开销占据了大量的上行链路带宽资源,尤其是当传输天线数量较大时。基于深度学习(DL)的CSI反馈是指基于DL的自动编码器的CSI压缩和重建,并且可以大大减少反馈开销。在本文中,提供了有关该主题的最新研究的全面概述,首先是在CSI反馈中广泛使用的基本DL概念,然后对一些现有的基于DL的反馈作品进行分类和描述。重点是新型的神经网络体系结构和沟通专家知识的利用来提高CSI反馈准确性。还介绍了有关CSI反馈和CSI反馈与其他通信模块的联合设计的作品,并讨论了一些实际问题,包括培训数据集收集,在线培训,复杂性,概括和标准化效果。在本文的最后,确定了与未来无线通信系统中基于DL的CSI反馈相关的一些挑战和潜在的研究方向。
translated by 谷歌翻译
全球导航卫星系统通常在城市环境中表现较差,在城市环境中,设备和卫星之间的视线条件的可能性很低,因此需要替代的定位方法才能良好准确。我们提出了Locunet:用于本地化任务的卷积,端到端训练的神经网络,能够从少数基站(BSS)的接收信号强度(RSS)中估算用户的位置。在提出的方法中,要本地化的用户只需将测量的RSS报告给可能位于云中的中央处理单元。使用BSS和RSS测量值的Pathloss无线电图的估计,Locunet可以以最先进的精度定位用户,并在无线电图估计中享有高度鲁棒性。所提出的方法不需要对新环境进行预采样,并且适用于实时应用。此外,提供了两个新颖的数据集,可以在现实的城市环境中对RSS和TOA方法进行数值评估,并为研究社区公开提供。通过使用这些数据集,我们还提供了密集的城市场景中最先进的RSS和基于TOA的方法的公平比较,并以数值显示Locunet优于所有比较方法。
translated by 谷歌翻译
大量的数据和创新算法使数据驱动的建模成为现代行业的流行技术。在各种数据驱动方法中,潜在变量模型(LVM)及其对应物占主要份额,并在许多工业建模领域中起着至关重要的作用。 LVM通常可以分为基于统计学习的经典LVM和基于神经网络的深层LVM(DLVM)。我们首先讨论经典LVM的定义,理论和应用,该定义和应用既是综合教程,又是对经典LVM的简短申请调查。然后,我们对当前主流DLVM进行了彻底的介绍,重点是其理论和模型体系结构,此后不久就提供了有关DLVM的工业应用的详细调查。上述两种类型的LVM具有明显的优势和缺点。具体而言,经典的LVM具有简洁的原理和良好的解释性,但是它们的模型能力无法解决复杂的任务。基于神经网络的DLVM具有足够的模型能力,可以在复杂的场景中实现令人满意的性能,但它以模型的解释性和效率为例。旨在结合美德并减轻这两种类型的LVM的缺点,并探索非神经网络的举止以建立深层模型,我们提出了一个新颖的概念,称为“轻量级Deep LVM(LDLVM)”。在提出了这个新想法之后,该文章首先阐述了LDLVM的动机和内涵,然后提供了两个新颖的LDLVM,并详尽地描述了其原理,建筑和优点。最后,讨论了前景和机会,包括重要的开放问题和可能的研究方向。
translated by 谷歌翻译
It is a common sense that datasets with high-quality data samples play an important role in artificial intelligence (AI), machine learning (ML) and related studies. However, although AI/ML has been introduced in wireless researches long time ago, few datasets are commonly used in the research community. Without a common dataset, AI-based methods proposed for wireless systems are hard to compare with both the traditional baselines and even each other. The existing wireless AI researches usually rely on datasets generated based on statistical models or ray-tracing simulations with limited environments. The statistical data hinder the trained AI models from further fine-tuning for a specific scenario, and ray-tracing data with limited environments lower down the generalization capability of the trained AI models. In this paper, we present the Wireless AI Research Dataset (WAIR-D)1, which consists of two scenarios. Scenario 1 contains 10,000 environments with sparsely dropped user equipments (UEs), and Scenario 2 contains 100 environments with densely dropped UEs. The environments are randomly picked up from more than 40 cities in the real world map. The large volume of the data guarantees that the trained AI models enjoy good generalization capability, while fine-tuning can be easily carried out on a specific chosen environment. Moreover, both the wireless channels and the corresponding environmental information are provided in WAIR-D, so that extra-information-aided communication mechanism can be designed and evaluated. WAIR-D provides the researchers benchmarks to compare their different designs or reproduce results of others. In this paper, we show the detailed construction of this dataset and examples of using it.
translated by 谷歌翻译
低成本毫米波(MMWAVE)通信和雷达设备的商业可用性开始提高消费市场中这种技术的渗透,为第五代(5G)的大规模和致密的部署铺平了道路(5G) - 而且以及6G网络。同时,普遍存在MMWAVE访问将使设备定位和无设备的感测,以前所未有的精度,特别是对于Sub-6 GHz商业级设备。本文使用MMWAVE通信和雷达设备在基于设备的定位和无设备感应中进行了现有技术的调查,重点是室内部署。我们首先概述关于MMWAVE信号传播和系统设计的关键概念。然后,我们提供了MMWaves启用的本地化和感应方法和算法的详细说明。我们考虑了在我们的分析中的几个方面,包括每个工作的主要目标,技术和性能,每个研究是否达到了一定程度的实现,并且该硬件平台用于此目的。我们通过讨论消费者级设备的更好算法,密集部署的数据融合方法以及机器学习方法的受过教育应用是有前途,相关和及时的研究方向的结论。
translated by 谷歌翻译
在车辆场景中的毫米波链路的光束选择是一个具有挑战性的问题,因为所有候选光束对之间的详尽搜索都不能在短接触时间内被确认完成。我们通过利用像LIDAR,相机图像和GPS等传感器收集的多模级数据来解决这一问题。我们提出了可以在本地以及移动边缘计算中心(MEC)本地执行的个人方式和分布式融合的深度学习(F-DL)架构,并研究相关权衡。我们还制定和解决优化问题,以考虑实际的光束搜索,MEC处理和传感器到MEC数据传送延迟开销,用于确定上述F-DL架构的输出尺寸。在公开的合成和本土现实世界数据集上进行的广泛评估结果分别在古典RF光束上释放出95%和96%的束选择速度提高。在预测前10个最佳光束对中,F-DL还优于最先进的技术20-22%。
translated by 谷歌翻译
Time series anomaly detection has applications in a wide range of research fields and applications, including manufacturing and healthcare. The presence of anomalies can indicate novel or unexpected events, such as production faults, system defects, or heart fluttering, and is therefore of particular interest. The large size and complex patterns of time series have led researchers to develop specialised deep learning models for detecting anomalous patterns. This survey focuses on providing structured and comprehensive state-of-the-art time series anomaly detection models through the use of deep learning. It providing a taxonomy based on the factors that divide anomaly detection models into different categories. Aside from describing the basic anomaly detection technique for each category, the advantages and limitations are also discussed. Furthermore, this study includes examples of deep anomaly detection in time series across various application domains in recent years. It finally summarises open issues in research and challenges faced while adopting deep anomaly detection models.
translated by 谷歌翻译
第五代(5G)网络和超越设想巨大的东西互联网(物联网)推出,以支持延长现实(XR),增强/虚拟现实(AR / VR),工业自动化,自主驾驶和智能所有带来的破坏性应用一起占用射频(RF)频谱的大规模和多样化的IOT设备。随着频谱嘎嘎和吞吐量挑战,这种大规模的无线设备暴露了前所未有的威胁表面。 RF指纹识别是预约的作为候选技术,可以与加密和零信任安全措施相结合,以确保无线网络中的数据隐私,机密性和完整性。在未来的通信网络中,在这项工作中,在未来的通信网络中的相关性,我们对RF指纹识别方法进行了全面的调查,从传统观点到最近的基于深度学习(DL)的算法。现有的调查大多专注于无线指纹方法的受限制呈现,然而,许多方面仍然是不可能的。然而,在这项工作中,我们通过解决信号智能(SIGINT),应用程序,相关DL算法,RF指纹技术的系统文献综述来缓解这一点,跨越过去二十年的RF指纹技术的系统文献综述,对数据集和潜在研究途径的讨论 - 必须以百科全书的方式阐明读者的必要条件。
translated by 谷歌翻译
风电场设计主要取决于风力涡轮机唤醒流向大气风条件的可变性,以及唤醒之间的相互作用。使用高保真度捕获唤醒流场的物理学模型是计算风电场的布局优化的计算非常昂贵,因此数据驱动的减少的订单模型可以代表模拟风电场的有效替代方案。在这项工作中,我们使用现实世界的光检测和测量(LIDAR)测量的风力涡轮机唤醒,用机器学习构建预测代理模型。具体而言,我们首先展示使用深度自动控制器来找到低维\ emph {潜在}空间,其给出了唤醒激光雷达测量的计算易逼近的近似。然后,我们学习使用深神经网络的参数空间和(潜在空间)唤醒流场之间的映射。此外,我们还展示了使用概率机器学习技术,即高斯过程建模,除了数据中的认知和炼拉内不确定性之外,学习参数空间潜空间映射。最后,为了应对培训大型数据集,我们展示了使用变分高斯过程模型,为大型数据集提供了传统的高斯工艺模型的传统高斯工艺模型。此外,我们介绍了主动学习以自适应地构建和改进传统的高斯过程模型预测能力。总的来说,我们发现我们的方法提供了风力涡轮机唤醒流场的准确近似,其可以以比具有基于高保真物理的模拟产生的级别更便宜的成本来查询。
translated by 谷歌翻译
在多输入的多输出频率划分双工(MIMO-FDD)系统中,用户设备(UE)将下行链路通道状态信息(CSI)发送到基础站以报告链接状态。由于MIMO系统的复杂性,发送此信息产生的高架对系统带宽产生负面影响。尽管在文献中已广泛考虑了这个问题,但先前的工作通常假定理想的反馈渠道。在本文中,我们介绍了PRVNET,这是一种受差异自动编码器(VAE)启发的神经网络体系结构,以压缩CSI矩阵,然后再将其发送回噪声通道条件下的基站。此外,我们提出了一种定制的损失功能,该功能最适合所解决的问题的特殊特征。我们还为学习目标引入了另外的正规化超参数,这对于实现竞争性能至关重要。此外,我们还提供了一种有效的方法,可以使用kl耗电来调整此超参数。实验结果表明,在无噪声反馈通道假设中,提出的模型优于基准模型,包括两个基于深度学习的模型。此外,提议的模型在不同的噪声水平下为加性白色高斯噪声反馈通道实现了出色的性能。
translated by 谷歌翻译
美国宇航局的全球生态系统动力学调查(GEDI)是一个关键的气候使命,其目标是推进我们对森林在全球碳循环中的作用的理解。虽然GEDI是第一个基于空间的激光器,明确优化,以测量地上生物质的垂直森林结构预测,这对广泛的观测和环境条件的大量波形数据的准确解释是具有挑战性的。在这里,我们提出了一种新颖的监督机器学习方法来解释GEDI波形和全球标注冠层顶部高度。我们提出了一种基于深度卷积神经网络(CNN)集合的概率深度学习方法,以避免未知效果的显式建模,例如大气噪声。该模型学会提取概括地理区域的强大特征,此外,产生可靠的预测性不确定性估计。最终,我们模型产生的全球顶棚顶部高度估计估计的预期RMSE为2.7米,低偏差。
translated by 谷歌翻译
以知情方式监测和管理地球林是解决生物多样性损失和气候变化等挑战的重要要求。虽然森林评估的传统或空中运动提供了在区域一级分析的准确数据,但将其扩展到整个国家,以外的高度分辨率几乎不可能。在这项工作中,我们提出了一种贝叶斯深度学习方法,以10米的分辨率为全国范围的森林结构变量,使用自由可用的卫星图像作为输入。我们的方法将Sentinel-2光学图像和Sentinel-1合成孔径雷达图像共同变换为五种不同的森林结构变量的地图:95th高度百分位,平均高度,密度,基尼系数和分数盖。我们从挪威的41个机载激光扫描任务中培训和测试我们的模型,并证明它能够概括取消测试区域,从而达到11%和15%之间的归一化平均值误差,具体取决于变量。我们的工作也是第一个提出贝叶斯深度学习方法的工作,以预测具有良好校准的不确定性估计的森林结构变量。这些提高了模型的可信度及其适用于需要可靠的信心估计的下游任务,例如知情决策。我们提出了一组广泛的实验,以验证预测地图的准确性以及预测的不确定性的质量。为了展示可扩展性,我们为五个森林结构变量提供挪威地图。
translated by 谷歌翻译
人口级社会事件,如民事骚乱和犯罪,往往对我们的日常生活产生重大影响。预测此类事件对于决策和资源分配非常重要。由于缺乏关于事件发生的真实原因和潜在机制的知识,事件预测传统上具有挑战性。近年来,由于两个主要原因,研究事件预测研究取得了重大进展:(1)机器学习和深度学习算法的开发和(2)社交媒体,新闻来源,博客,经济等公共数据的可访问性指标和其他元数据源。软件/硬件技术中的数据的爆炸性增长导致了社会事件研究中的深度学习技巧的应用。本文致力于提供社会事件预测的深层学习技术的系统和全面概述。我们专注于两个社会事件的域名:\ Texit {Civil unrest}和\ texit {犯罪}。我们首先介绍事件预测问题如何作为机器学习预测任务制定。然后,我们总结了这些问题的数据资源,传统方法和最近的深度学习模型的发展。最后,我们讨论了社会事件预测中的挑战,并提出了一些有希望的未来研究方向。
translated by 谷歌翻译
本文提出了基于卷积神经网络的自动编码器(CNN-AE),以预测网络拓扑的位置依赖性率和覆盖率。我们训练CNN利用印度,巴西,德国和美国的BS位置数据,并将其性能与基于随机几何(SG)的分析模型进行比较。与最合适的SG模型相比,CNN-AE将覆盖范围和利率预测错误的利润分别提高到$ 40 \%$和$ 25 \%$。作为应用程序,我们提出了低复杂性,可证明是收敛的算法,使用经过训练的CNN-AE可以计算新的BS的位置,这些位置需要在网络中部署,以满足预定的空间异质性能目标。
translated by 谷歌翻译
心血管疾病是世界各地最常见的死亡原因。为了检测和治疗心脏相关的疾病,需要连续血压(BP)监测以及许多其他参数。为此目的开发了几种侵入性和非侵入性方法。用于持续监测BP的医院中使用的大多数现有方法是侵入性的。相反,基于袖带的BP监测方法,可以预测收缩压(SBP)和舒张压(DBP),不能用于连续监测。几项研究试图从非侵​​入性可收集信号(例如光学肌谱(PPG)和心电图(ECG))预测BP,其可用于连续监测。在这项研究中,我们探讨了自动化器在PPG和ECG信号中预测BP的适用性。在12,000岁的MIMIC-II数据集中进行了调查,发现了一个非常浅的一维AutoEncoder可以提取相关功能,以预测与最先进的SBP和DBP在非常大的数据集上的性能。从模拟-II数据集的一部分的独立测试分别为SBP和DBP提供了2.333和0.713的MAE。在40个主题的外部数据集上,模型在MIMIC-II数据集上培训,分别为SBP和DBP提供2.728和1.166的MAE。对于这种情况来说,结果达到了英国高血压协会(BHS)A级并超越了目前文学的研究。
translated by 谷歌翻译
Efficient localization plays a vital role in many modern applications of Unmanned Ground Vehicles (UGV) and Unmanned aerial vehicles (UAVs), which would contribute to improved control, safety, power economy, etc. The ubiquitous 5G NR (New Radio) cellular network will provide new opportunities for enhancing localization of UAVs and UGVs. In this paper, we review the radio frequency (RF) based approaches for localization. We review the RF features that can be utilized for localization and investigate the current methods suitable for Unmanned vehicles under two general categories: range-based and fingerprinting. The existing state-of-the-art literature on RF-based localization for both UAVs and UGVs is examined, and the envisioned 5G NR for localization enhancement, and the future research direction are explored.
translated by 谷歌翻译
智能反射表面(IRS)最近对无线通信受到了极大的关注,因为它降低了常规大阵列的硬件复杂性,物理尺寸,重量和成本。但是,IRS的部署需要处理基站(BS)和用户之间的多个渠道链接。此外,BS和IRS梁形器需要关节设计,其中必须迅速重新配置IRS元素。数据驱动的技术(例如深度学习(DL))对于应对这些挑战至关重要。DL的较低计算时间和无模型性质使其与数据瑕疵和环境变化有关。在物理层上,DL已被证明可用于IRS信号检测,通道估计以及使用诸如监督,无监督和强化学习等体系结构进行主动/被动光束成型。本文提供了这些技术,用于设计基于DL的IRS辅助无线系统。
translated by 谷歌翻译
Along with the springing up of semantics-empowered communication (SemCom) researches, it is now witnessing an unprecedentedly growing interest towards a wide range of aspects (e.g., theories, applications, metrics and implementations) in both academia and industry. In this work, we primarily aim to provide a comprehensive survey on both the background and research taxonomy, as well as a detailed technical tutorial. Specifically, we start by reviewing the literature and answering the "what" and "why" questions in semantic transmissions. Afterwards, we present corresponding ecosystems, including theories, metrics, datasets and toolkits, on top of which the taxonomy for research directions is presented. Furthermore, we propose to categorize the critical enabling techniques by explicit and implicit reasoning-based methods, and elaborate on how they evolve and contribute to modern content \& channel semantics-empowered communications. Besides reviewing and summarizing the latest efforts in SemCom, we discuss the relations with other communication levels (e.g., reliable and goal-oriented communications) from a holistic and unified viewpoint. Subsequently, in order to facilitate the future developments and industrial applications, we also highlight advanced practical techniques for boosting semantic accuracy, robustness, and large-scale scalability, just to mention a few. Finally, we discuss the technical challenges that shed light on future research opportunities.
translated by 谷歌翻译
“轨迹”是指由地理空间中的移动物体产生的迹线,通常由一系列按时间顺序排列的点表示,其中每个点由地理空间坐标集和时间戳组成。位置感应和无线通信技术的快速进步使我们能够收集和存储大量的轨迹数据。因此,许多研究人员使用轨迹数据来分析各种移动物体的移动性。在本文中,我们专注于“城市车辆轨迹”,这是指城市交通网络中车辆的轨迹,我们专注于“城市车辆轨迹分析”。城市车辆轨迹分析提供了前所未有的机会,可以了解城市交通网络中的车辆运动模式,包括以用户为中心的旅行经验和系统范围的时空模式。城市车辆轨迹数据的时空特征在结构上相互关联,因此,许多先前的研究人员使用了各种方法来理解这种结构。特别是,由于其强大的函数近似和特征表示能力,深度学习模型是由于许多研究人员的注意。因此,本文的目的是开发基于深度学习的城市车辆轨迹分析模型,以更好地了解城市交通网络的移动模式。特别是,本文重点介绍了两项研究主题,具有很高的必要性,重要性和适用性:下一个位置预测,以及合成轨迹生成。在这项研究中,我们向城市车辆轨迹分析提供了各种新型模型,使用深度学习。
translated by 谷歌翻译