一組研究人員開發(fā)了一種有助于改善5G性能的公式。這個公式是做什么的，并且機(jī)器學(xué)習(xí)如何參與到這個過程中?

機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)屬于工程領(lǐng)域，在過去的十年中，由于計算系統(tǒng)的功能不斷增強(qiáng)以及數(shù)據(jù)的可用性，該領(lǐng)域已顯著成熟。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同，機(jī)器學(xué)習(xí)為工程師提供了一種工具，不僅可以教其識別模式，還可以從其環(huán)境中學(xué)習(xí)，這有助于隨著時間的推移提高其性能。

在機(jī)器學(xué)習(xí)的早期發(fā)展中，它主要用于圖像和語音識別，但是近年來這種情況正在改變。機(jī)器學(xué)習(xí)現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷、股市決策甚至環(huán)境控制等領(lǐng)域。

頻道搜尋

無線技術(shù)異常復(fù)雜，每次技術(shù)迭代都增加了一層額外的復(fù)雜性。基于無線電信號的第一個無線技術(shù)將使用火花隙來接收信號，而下一代無線電將使用二極管來解調(diào)信號以提取音頻信息。在無線技術(shù)經(jīng)過幾次迭代之后，將部署結(jié)合了密碼功能的復(fù)雜數(shù)字電路，以保持信息的私密性。

現(xiàn)在，許多設(shè)備都在朝著移動技術(shù)發(fā)展，因此對蜂窩塔的需求量很大，同時可能有成千上萬的同時連接請求。為了幫助管理此負(fù)載，無線電系統(tǒng)部署的信道中每個信道處理的設(shè)備數(shù)量非常多，一個信道中的設(shè)備不能干擾另一信道中的設(shè)備。

但是，找到流量較低的頻道可能要花費(fèi)一段時間，而使用最佳頻道通常會成為附近設(shè)備和環(huán)境的一個因素。由于使用反復(fù)試驗來選擇通道，因此效率低下會導(dǎo)致能耗增加和執(zhí)行時間增加。

機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用

為了解決此問題，美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)研究院(NIST)的一組研究人員開發(fā)了一種數(shù)學(xué)公式，該公式的行為類似于機(jī)器學(xué)習(xí)算法。

本質(zhì)上，該公式是基于先驗經(jīng)驗而不是使用試錯法來選擇無線網(wǎng)絡(luò)頻道。由于該系統(tǒng)過去具有與外部因素有關(guān)的選定配置，因此可以說相同的設(shè)置提供了更好的運(yùn)行機(jī)會。對此類系統(tǒng)的需求源于以下事實，即移動網(wǎng)絡(luò)正在部署一種稱為“許可輔助訪問”的解決方案，該解決方案同時使用許可頻段和非許可頻段。這意味著同時使用Wi-Fi和蜂窩設(shè)備的環(huán)境最終會在信道上競爭，從而導(dǎo)致信道查找速度變慢。

因此，如果兩個天線(Wi-Fi和移動天線)都使用類似于機(jī)器學(xué)習(xí)的公式來查找最佳信道，則它們可以獨立運(yùn)行以找到最佳解決方案。根據(jù)計算機(jī)模擬，該公式可以映射環(huán)境條件，例如存在的發(fā)射器和通道的數(shù)量，可以將嘗試次數(shù)從45000個減少到10個，從而使其速度提高了5000倍。

機(jī)器學(xué)習(xí)能夠適應(yīng)其環(huán)境的能力使其能夠隨著時間的推移提高性能。這樣的算法不必僅限于音頻和視頻應(yīng)用。從理論上講，他們可以改善任何流程。因此，工程師應(yīng)著眼于自己的設(shè)計，并嘗試找出涉及反復(fù)試驗的情況，然后查看是否可以用學(xué)習(xí)算法代替。