大规模网络中数据驱动的能效建模:一种专家知识与基于机器学习的方法
系统与控制
2024-06-05 v2 机器学习
系统与控制
摘要
移动网络的能耗构成了严峻挑战。缓解这一问题需要部署和优化网络节能方案(如载波关断),以动态管理网络资源。由于大量小区、随机流量、信道变化以及复杂的权衡等因素,传统优化方法面临复杂性难题。本文引入了通信网络仿真现实(SRCON)框架,这是一种新颖的、数据驱动的建模范式,利用实时网络数据并采用机器学习(ML)模型与专家模型的混合方法。这种混合模型能够准确刻画网络组件的运行状态,并针对特定网络中的任意节能载波关断配置,预测网络能效和用户设备(UE)服务质量。与现有方法不同,SRCON 消除了对昂贵的专家知识、路测或不完整地图的依赖来预测网络性能。本文详细介绍了 SRCON 将大规模网络能效建模问题分解为 ML 和专家子模型所采用的流程。文章展示了如何通过拥抱随机性并精心构建这些子模型之间的关系,从而降低整体计算复杂度并提升预测精度。基于真实网络数据得出的结果突显了 SRCON 带来的范式转变,展示了相较于运营商用于网络能效建模的 SOTA 方法的显著增益。这种局部的、数据驱动的网络建模可靠性被证明是网络节能优化的关键资产。
引用
@article{arxiv.2401.00443,
title = {Data-driven Energy Efficiency Modelling in Large-scale Networks: An Expert Knowledge and ML-based Approach},
author = {David López-Pérez and Antonio De Domenico and Nicola Piovesan and Merouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.00443},
year = {2024}
}
备注
24 pages, 13 figures, submitted to IEEE Transactions on Machine Learning in Communications and Networking