In this work, we use real-world data in order to evaluate and validate a machine learning (ML)-based algorithm for physical layer functionalities. Specifically, we apply a recently introduced Gaussian mixture model (GMM)-based algorithm in order to estimate uplink channels stemming from a measurement campaign. For this estimator, there is an initial (offline) training phase, where a GMM is fitted onto given channel (training) data. Thereafter, the fitted GMM is used for (online) channel estimation. Our experiments suggest that the GMM estimator learns the intrinsic characteristics of a given base station's whole radio propagation environment. Essentially, this ambient information is captured due to universal approximation properties of the initially fitted GMM. For a large enough number of GMM components, the GMM estimator was shown to approximate the (unknown) mean squared error (MSE)-optimal channel estimator arbitrarily well. In our experiments, the GMM estimator shows significant performance gains compared to approaches that are not able to capture the ambient information. To validate the claim that ambient information is learnt, we generate synthetic channel data using a state-of-the-art channel simulator and train the GMM estimator once on these and once on the real data, and we apply the estimator once to the synthetic and once to the real data. We then observe how providing suitable ambient information in the training phase beneficially impacts the later channel estimation performance.
翻译:在此工作中,我们使用真实世界数据来评估和验证基于机器学习(ML)的物理层功能算法。 具体地说, 我们应用了最近推出的高斯混合模型(GMM)的算法, 以估计测量运动产生的上行通道。 对于此估算器, 存在初始( 离线) 培训阶段, 将GMM安装在给定的频道( 培训) 数据上。 之后, 安装合适的 GMM 频道测算器被任意用于( 在线) 频道估测。 我们的实验显示, GMM 估计器学习了某个基地站的整个无线电传播环境的内在特征。 基本上, 采集了这种环境信息是因为最初安装的GMM 的通用近似性能。 对于数量足够的GM 测量器组件, 显示了一个初始( 未知的) 平方差( MSE) 最佳频道估测算器 。 在我们的实验中, GM 估计器显示与当时无法捕捉到环境信息的方法相比取得了显著的绩效。, 我们一旦在真实的轨道上,, 即 将 模拟数据 生成数据 和 数据, 一旦在实时 数据 数据 数据 演示中, 我们 将 将 将 生成 数据 数据 数据 数据 数据 生成到这些 的 的 数据 数据 数据 的, 我们 将 数据 数据 将 数据 数据 生成到 该 的 的 的 的 数据 数据 数据 数据 的 的 的 的, 一旦, 我们的 的 的 的 的 的 的 的 将 将 的 将 将 将 演示到 。