Predicting fading channels is a classical problem with a vast array of applications, including as an enabler of artificial intelligence (AI)-based proactive resource allocation for cellular networks. Under the assumption that the fading channel follows a stationary complex Gaussian process, as for Rayleigh and Rician fading models, the optimal predictor is linear, and it can be directly computed from the Doppler spectrum via standard linear minimum mean squared error (LMMSE) estimation. However, in practice, the Doppler spectrum is unknown, and the predictor has only access to a limited time series of estimated channels. This paper proposes to leverage meta-learning in order to mitigate the requirements in terms of training data for channel fading prediction. Specifically, it first develops an offline low-complexity solution based on linear filtering via a meta-trained quadratic regularization. Then, an online method is proposed based on gradient descent and equilibrium propagation (EP). Numerical results demonstrate the advantages of the proposed approach, showing its capacity to approach the genie-aided LMMSE solution with a small number of training data points.


翻译:预测衰落的渠道是一个典型的问题,其应用范围很广,包括作为人工智能(AI)基础的主动性资源对蜂窝网络分配的助推器。假设衰落的渠道遵循固定的复合高斯进程,如雷利和里西安的衰退模型,最佳预测器是线性,可以通过标准线性最小平均平方差(LMMSE)估计直接从多普勒频谱中计算出来。但在实践中,多普勒频谱未知,预测器只能进入有限的时间序列的预计渠道。本文提议利用元学习,以降低对频道淡化预测培训数据的要求。具体地说,它首先根据通过经元培训的二次二次曲线正规化的线性过滤法,开发一种离线性低兼容性解决方案。然后,根据梯度血统和均衡传播法(EPE)提出在线方法。数字结果显示拟议方法的优点,显示它有能力利用少量的培训点接近经基因辅助的LMMSE解决方案。

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