一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)出一個(gè)可以幫助提高5G性能的公式。這個(gè)公式有什么作用？機(jī)器學(xué)習(xí)是如何參與到這個(gè)過程中的？

機(jī)器學(xué)習(xí)

機(jī)器學(xué)習(xí)是一個(gè)工程領(lǐng)域，由于計(jì)算系統(tǒng)的能力和數(shù)據(jù)的可用性，在過去的十年里已經(jīng)非常成熟。與傳統(tǒng)系統(tǒng)不同，機(jī)器學(xué)習(xí)為工程師提供了一種工具，不僅可以教他們識(shí)別模式，還可以從他們的環(huán)境中學(xué)習(xí)，這有助于隨著時(shí)間的推移提高他們的性能。在機(jī)器學(xué)習(xí)的早期發(fā)展中，它主要用于圖像和語音識(shí)別，但近年來這種情況正在發(fā)生變化。機(jī)器學(xué)習(xí)現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療診斷，股票市場決策，甚至環(huán)境控制。

頻譜查找

無線技術(shù)非常復(fù)雜，每一次技術(shù)迭代都會(huì)增加一層額外的復(fù)雜性。第一代無線技術(shù)，基于無線電波，將使用火花隙接收信號(hào)，而下一代無線電將使用二極管解調(diào)信號(hào)，以提取音頻信息。在無線技術(shù)經(jīng)過幾次迭代之后，包含密碼功能的復(fù)雜數(shù)字電路將被部署以保持信息的私密性?，F(xiàn)在許多設(shè)備正朝著移動(dòng)技術(shù)方向發(fā)展，對(duì)可能有數(shù)千個(gè)同時(shí)連接請(qǐng)求的蜂窩塔有著巨大的需求。為了幫助管理此負(fù)載，無線電系統(tǒng)部署頻道時(shí)每個(gè)頻道處理x個(gè)設(shè)備，并且一個(gè)頻道中的設(shè)備不能干擾另一個(gè)頻道中的設(shè)備。但是找到一個(gè)低流量的頻道可能需要一段時(shí)間，而最佳頻道的使用往往是附近設(shè)備和環(huán)境的共同作用。由于采用試錯(cuò)法來選擇信道，存在極大的低效率，導(dǎo)致能耗增加，執(zhí)行時(shí)間縮短。

介紹機(jī)器學(xué)習(xí)

為了解決這個(gè)問題，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）的一組研究人員開發(fā)了一個(gè)數(shù)學(xué)公式，其行為類似于機(jī)器學(xué)習(xí)算法。本質(zhì)上，該公式根據(jù)先前的經(jīng)驗(yàn)選擇無線網(wǎng)絡(luò)頻率信道，而不是使用試錯(cuò)法。由于系統(tǒng)在過去會(huì)有一個(gè)與外部因素有關(guān)的選定配置，可以說相同的設(shè)置提供了更好的運(yùn)行機(jī)會(huì)。對(duì)這樣一個(gè)系統(tǒng)的需求源于這樣一個(gè)事實(shí)，即移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)正在部署一種稱為許可證輔助訪問的解決方案，它同時(shí)使用許可證和未經(jīng)許可證的頻段。這意味著同時(shí)使用Wi-Fi和蜂窩設(shè)備的環(huán)境最終會(huì)在信道上競爭，結(jié)果導(dǎo)致信道查找速度減慢。因此，如果兩個(gè)天線（Wi-Fi和mobile）都用機(jī)器學(xué)習(xí)式的公式來尋找最佳的信道，它們就可以獨(dú)立運(yùn)行，找到最佳的解決方案。根據(jù)計(jì)算機(jī)模擬，這個(gè)公式映射了環(huán)境條件，如存在的發(fā)射機(jī)和信道數(shù)，能夠?qū)L試次數(shù)從45000個(gè)信道減少到10個(gè)信道，使其速度提高5000倍。

結(jié)論

機(jī)器學(xué)習(xí)適應(yīng)其環(huán)境的能力允許它隨著時(shí)間的推移而提高性能。這樣的算法不需要僅限于音頻和視頻應(yīng)用；理論上，它們可以改進(jìn)任何過程。因此，工程師應(yīng)該查看他們的設(shè)計(jì)，并嘗試識(shí)別涉及試錯(cuò)的情況，然后看看是否可以用學(xué)習(xí)算法來代替。
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