基于人工智能的无线资源管理算法的评估与优化

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zlklovey365
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
5G移动通信网络能够通过连接一切来改变我们的生活。6G有望实现比5G更高速、可靠、全面以及智能的服务。面对这样的发展,机遇与挑战相伴而来。如今基于人工智能的无线资源管理已经成为研究热点,但对于不同场景下资源管理算法的选取、评估以及优化亟待进一步的研究。本文的目标是在不同应用场景下对算法进行高效评估并对算法性能进行针对性优化,主要内容包括:介绍了与人工智能相结合的基于认知无线电的频谱共享技术以及网络切片技术,并总结了基于数学模型的资源管理方法与基于人工智能的方法的相关研究。针对如何评估对比不同的无线资源管理算法,设计了统一的评估体系和评估方法,提出了衡量资源管理问题难度的参数——场景难度系数,进而提升评估效率。对面向网络切片以及面向通信链接的无线资源管理分别进行了问题建模,并对面向网络切片以及面向链接的场景进行了难度等级划分,其中,网络切片场景中根据基站数量确定场景难度,面向链接的场景中根据理论上能够容纳的链接数量确定场景难度。针对这两种场景分别设计了基于蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)以及基于深度Q网络(Deep Q Network,DQN)的无线资源共享算法,并在不同难度等级场景下对比了系统总效用、资源满意度、时延、数据速率以及执行时间等性能。面向网络切片的场景中,ACO与DQN除执行时间外的性能均相近。在面向链接的时频域资源块管理问题中,中等难度以及困难场景下DQN由于动作个数过多无法给出合理的资源分配方案。针对动态场景下ACO计算复杂性高的问题,提出了基于记忆的ACO以减少执行时间。将所提优化方法与ACO算法进行对比,仿真结果表明,当场景中部分链接移动时,所提方法能够显著降低执行时间,同时性能仍能得到保障。针对面向链接的无线资源管理场景下所设计DQN无法给出合理方案的问题,提出了基于领域知识的DQN。将所提优化算法与ACO、DQN算法进行了对比。仿真结果表明,与DQN算法相比,所提优化方法在不同难度等级的场景下都能给出有效的资源分配方案;此外,所提优化算法各项性能与ACO算法相近,且在困难场景下数据速率等性能指标甚至超过ACO算法性能。最后,基于可解释人工智能中可视化的思想,对解释与优化ACO给出的资源分配方案进行了探索。所设计的可视化方法能够帮助理解算法决策规律、确认算法决策准确性、辨别场景中对性能起较大影响的因素。
其他文献
企业的库存管理水平直接影响其自身的成本、利润和顾客满意度。消费者需求的不确定性使得企业在制定商品库存决策时面临重大挑战。与此同时,随着电子商务的发展和企业信息化进程的加快,电商企业收集到的数据日益丰富,其中商品售价、促销力度、商品类别等多种类型的辅助信息,都可能影响商品的需求。挖掘并充分运用这些附属信息的价值以辅助电商企业进行库存决策,从而改善企业自身库存状况,具有重要意义。基于上述背景,本文研究
随着物质生活水平的不断提高以及电子商务的蓬勃发展,消费者对冷链物流的需求急剧上升,冷链物流产业规模持续扩大。与此同时,冷链物流高耗能、高排放的特点也导致其温室气体排放总量不断提升,对气候环境治理带来了不利影响。为有效应对这一问题,我国政府从两个方面进行了调控,一是建立了碳排放权交易机制,通过经济手段引导企业进行节能减排投资与改造;二是大力提倡新能源车辆应用,以缓解在运输、配送等过程中的温室气体排放
药物是一种被广泛研究的生物医学实体,大量被应用于临床治疗当中。药物不仅可以治愈疾病,有时也会产生一些不良反应,损伤病人的身体,严重者可能诱发其他疾病。因此,研究药物与症状、疾病等表型之间的相互关系至关重要。如今,生物医学文献是最新、最全面的药物知识来源。但如何从海量的生物医学文献中获取临床需要的、有价值的药物知识并加以利用还存在如下挑战:(1)生物医学文献都是以非结构化的文本形式记载,人工处理和提
牙买加是一个位于加勒比海的岛国。牙买加城市交通公司(JUTC)由政府拥有并经营的公共汽车系统,在金斯敦都市交通区(KMTR)提供服务。JUTC的任务是为乘客提供安全可靠的交通服务。本研究的目标是确定网络的关键组成部分,以指导运输系统的维护和扩展。本文利用Python Network X包对牙买加公交系统进行网络结构建模,并借助模拟分析该网络的故障和攻击鲁棒性。网络共有864个节点和1049条边。网
目的分析住院病案首页中癫痫编码现状,提出相应措施提升编码质量。方法在某三级医院住院病案首页管理系统中以主要诊断编码包含癫痫G40和癫痫持续状态G41为检索条件,筛选2020年1月1日至2020年12月31日神经内、外科出院病案,由神经科医师参考临床诊疗指南癫痫分册及2017版国际抗癫痫联盟(International League Against Epilepsy, ILAE)癫痫分类作为癫痫诊断
在站城融合的背景下,地下火车站发展迅速,与周围城市的过渡空间在城市核心区地上地下开发、承载大规模商务客流方面具有关键作用。除了日益增多的客流外,当前地下火车站还面临着如何在站城融合的快速发展中应对各种变化,如未来站域开发、客站空间利用以及客站服务性等多方面挑战,这对过渡空间的弹性设计提出了较高的要求。然而,作为城市核心区重要的地下综合交通换乘枢纽,建设难度大,改造成本高。因此研究如何对过渡空间弹性
三维视频以其广阔的观看自由度、沉浸式的视觉效果,极大地提升了人们的视觉体验,受到了工业界和学术界的广泛关注。然而,受限于信道带宽和深度相机的采集性能,采集的深度图像比纹理图像的分辨率低,严重影响了三维视频的重建质量,降低了用户的观看体验。在三维视频采集过程中,高分辨率的纹理图像更易获得,且与同一场景中的深度图像具有边缘相似性。因此,本文拟利用纹理图像的边缘信息,开展深度图像超分辨率重建的相关工作。
随着中国城市化进程的加快,以及以公共交通为导向的城市发展模式的兴起,城轨列车作为主要的运输系统,其安全性和稳定性与人民的生产生活和国家的经济发展息息相关。保障城轨列车运行的安全性和稳定性对于维护国家和社会的健康发展具有重要意义。故障诊断作为城轨列车健康管理体系的重要组成部分,能够对城轨列车的健康状况进行评估,也能够对相关的维护和维修工作进行指导,它的使用是保障城轨列车高效稳定运行不可或缺的重要手段
本文基于耦合协同理论对廊坊市房地产复合系统发展状况进行研究,探讨了房地产复合系统发展状况评价指标体系的建立,分析了廊坊市房地产复合系统耦合协调性及廊坊市房地产复合系统协同发展状况及复合系统的合作竞争关系,为廊坊市房地产复合系统协同发展提供理论基础。围绕本文研究目标,主要研究工作如下:(1)参考了房地产发展水平影响因素等国内外已有研究成果,提出房地产复合系统耦合协同评价指标体系。本文从产业发展、产业
内容分发网络(content delivery network,CDN)是互联网数据分发的重要架构。CDN将用户所需要的文件部署到距用户网络距离较近的边缘缓存服务器上,用户即可直接从边缘缓存服务器下载所需文件,从而减轻骨干网的流量压力,降低用户下载文件的时延。CDN的主要业务场景包括两大类。第一类是目前主流的视频文件的分发,第二类是为新兴的利用深度神经网络(deep neural network,