機(jī)器學(xué)習(xí)方案將幫助不同的無線電協(xié)議，如 Wi-Fi 和 LTE，在同一的無線頻譜中更有效地協(xié)同工作。

美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所(NIST)開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)方案有可能顯著改善 5G 和其他無線網(wǎng)絡(luò)選擇和共享通信頻率的方式。研究人員聲稱，與試錯(cuò)法相比，NIST 的方案可以使共享通信頻率的過程的效率提高多達(dá) 5000 倍。

NIST 系統(tǒng)的理念是，無線電設(shè)備可以從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，而不是像現(xiàn)在這樣，簡單地根據(jù)試錯(cuò)法選擇頻率信道。

NIST 在 其網(wǎng)站上的一篇文章 中說，在特定的環(huán)境條件下，“該算法可以學(xué)習(xí)哪個(gè)信道提供最好的結(jié)果”。

該團(tuán)隊(duì)說:“該方案可以被編程到現(xiàn)實(shí)世界中許多 [不同] 類型網(wǎng)絡(luò)的發(fā)射機(jī)軟件中。”

從本質(zhì)上講，這個(gè)計(jì)算機(jī)模擬的算法是一個(gè)映射環(huán)境射頻條件的先前經(jīng)驗(yàn)的公式。例如，這些條件可以包括在一個(gè)信道(一組相鄰的頻率)內(nèi)運(yùn)行的發(fā)射機(jī)的數(shù)量。

文章說：“……如果發(fā)射機(jī)選擇了一個(gè)未被占用的信道，那么成功傳輸?shù)母怕示蜁?huì)上升，從而導(dǎo)致更高的數(shù)據(jù)速率。”同樣地，當(dāng)發(fā)射機(jī)選擇一個(gè)沒有太多干擾的信道時(shí)，信號(hào)會(huì)更強(qiáng)，你也會(huì)得到更好的數(shù)據(jù)速率。發(fā)射機(jī)會(huì)記住哪個(gè)信道提供了最佳結(jié)果，并學(xué)會(huì)在下次需要清晰信號(hào)時(shí)學(xué)會(huì)選擇那個(gè)位置。

這與今天的工作方式不同。也就是說，無線電只是試圖找到一個(gè)開放頻率，然后與類似協(xié)議的無線電進(jìn)行通信。在復(fù)雜的情況下，使用諸如 Wi-Fi、跳頻和 波束成形 等技術(shù)來優(yōu)化信道。

研究人員解釋說，NIST 的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的亮點(diǎn)在于共享頻譜，比如通過授權(quán)頻譜輔助接入(LAA)共享 Wi-Fi。LAA 是非授權(quán)頻譜中的 LTE 頻譜，稱為 LTE-U，頻率為 5GHz。在相同頻率下的 Wi-Fi 與 LAA 的組合中，協(xié)議是不同的：無線電之間不能相互通信以協(xié)調(diào)工作，而且頻帶越繁忙就可能出現(xiàn)混亂 —— 傳輸會(huì)遇到其他傳輸。但是，如果所有的無線電接收機(jī)都能更好地選擇它們的占位，通過學(xué)習(xí)哪些有效，哪些無效，那么這將會(huì)更好。

NIST 工程師 Jason Coder 在文章中說：“這可能會(huì)使非授權(quán)頻段的通信更加高效。”

事實(shí)上，NIST 聲稱，它“可以幫助 5G 和其他無線網(wǎng)絡(luò)選擇和共享通信頻率，其效率大約是試錯(cuò)法的 5000 倍。”

這里的關(guān)鍵詞是“共享”，因?yàn)闉榱嗽谟邢薜念l譜內(nèi)增加通信，必須進(jìn)行更多的共享 —— 物聯(lián)網(wǎng)或媒體流等用戶都在爭奪同樣的隱喻資產(chǎn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，非授權(quán)和授權(quán)頻段的結(jié)合，就像 LAA 中的情況一樣，可能會(huì)變得更加普遍。(非授權(quán)的頻段是指那些沒有分配給特定用戶的頻段，比如移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商;授權(quán)頻段是在拍賣中中標(biāo)并分配的。)

在 NIST 場景中，相互競爭的發(fā)射機(jī)“各自學(xué)習(xí)在不相互通信的情況下最大化網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)速率”。因此，多種協(xié)議和數(shù)據(jù)類型，如視頻或傳感器數(shù)據(jù)，或 Wi-Fi 和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，可以相互協(xié)作。

NIST 的方案大大簡化了為發(fā)射機(jī)分配最佳信道的過程，根據(jù)這篇文章研究發(fā)現(xiàn)，窮盡努力 [使用試錯(cuò)法] 來確定最佳解決方案需要大約 45600 次試驗(yàn)，而這個(gè)方案只需要嘗試 10 個(gè)渠道就可以選擇類似的解決方案，僅僅付出 0.02% 的努力。”

NIST 的研究人員在 IEEE 第 91 屆車輛技術(shù)會(huì)議上展示了他們的研究成果。