基于多臂老虎机纯探索的快速波束对齐
信息论
2022-10-25 v1 机器学习
math.IT
摘要
波束对齐（BA）问题是指在无线通信系统中精确对齐发射机和接收机波束以建立可靠通信链路。现有的 BA 方法搜索整个波束空间以识别最优的发射-接收波束对。当天线数量较大时，这会带来显著的时延。在这项工作中，我们开发了一种基于老虎机的快速 BA 算法，以降低毫米波（mmWave）通信的 BA 时延。我们的算法命名为两阶段异方差跟踪与停止（2PHT&S）。我们首先将 BA 问题表述为多臂老虎机中的纯探索问题，其目标是在给定一定固定置信水平下最小化所需的时间步数。通过利用波束间的相关性结构（即邻近波束的信息相似）以及异方差特性（即一个臂（波束）的奖励方差与其均值相关），所提算法将所有波束分组为若干波束集合，从而先选出最优波束集合，然后在该集合中识别出最优波束。基于合成和半实际信道数据的理论分析与仿真结果证明了所提算法相对于其他基线竞争方法的明显优越性。
引用
@article{arxiv.2210.12625,
title = {Fast Beam Alignment via Pure Exploration in Multi-armed Bandits},
author = {Yi Wei and Zixin Zhong and Vincent Y. F. Tan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.12625},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 9 figures; Accepted to the IEEE Transactions on Wireless Communications