深度学习驱动的随机接入网络资源分配:应对不确定CSI的稳健方法

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"面向不确定CSI随机接入网络的深度稳健资源分配" 在无线通信领域,信道状态信息(Channel State Information, CSI)是优化网络资源分配的关键因素。然而,在实际的无线随机接入网络中,由于多种因素如多径衰落、信道估计误差以及动态环境等,C-CSI(通信信道状态信息)和I-CSI(干扰信道状态信息)往往存在不确定性。本文针对这一挑战,提出了一种基于深度神经网络(Deep Neural Network, DNN)的深度稳健资源分配架构。 该架构将无线网络的资源优化问题视为一个学习问题,借助DNN的强大的非线性建模能力,可以无监督的方式学习到最优的资源分配策略。在处理不确定性方面,文章将不确定的CSI模型化为椭圆形状的不确定性集合,以此来描述可能的信道状态范围。为了实现这一目标,设计了一个由两个DNN单元串联的网络结构。第一个单元专门处理不确定的CSI,旨在识别和适应信道不确定性带来的变化;第二个单元则负责功率控制,根据处理后的信道信息调整发射功率,以达到最佳的通信效果。 在训练策略上,文章提出了交替迭代训练算法,这种算法允许两个DNN单元互相影响并逐步优化,从而协同学习更优的资源分配策略。通过这种方式,系统能够逐步适应并减少不确定性对网络性能的影响。 仿真结果对比了稳健学习策略与非稳健学习策略下的网络性能,证明了所提出的深度稳健资源分配算法在面对不确定性时能显著提升网络性能,包括提高数据传输效率、降低错误率和增强网络稳定性。 这篇研究工作为无线随机接入网络在面临不确定CSI情况下的资源分配提供了一种创新解决方案,它结合了深度学习的先进方法和稳健优化的理论,为未来无线通信网络的设计提供了新的思路。此外,这种方法对于处理现实世界中的复杂无线环境具有很高的适用性和潜力,尤其是在5G和未来的6G网络中,对于提高网络容量和用户体验有着重大意义。