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Enregistrement W3097713188 · doi:10.1109/tnsm.2020.3035442

Machine Learning-Based Radio Coverage Prediction in Urban Environments

2020· article· en· W3097713188 sur OpenAlexaff
Sanaz Mohammadjafari, Sophie Roginsky, Emir Kavurmacioglu, Mücahit Çevik, Jonathan Ethier, Ayşe Bener

Notice bibliographique

RevueIEEE Transactions on Network and Service Management · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueMillimeter-Wave Propagation and Modeling
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésTransmitterComputer scienceRadio propagationRadio frequency power transmissionArtificial neural networkPredictive modellingArtificial intelligenceMachine learningFeature (linguistics)Transmitter power outputData miningTelecommunications

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

AIM: Having a reliable prediction model of radio signal strength is an essential tool for planning and designing a radio network. Given a geographic region, and associated power estimates linked to the transmitter placements, our objective is to develop machine learning models to predict the strength of the radio signals. BACKGROUND: The propagation model is often used to determine the optimal location of radio transmitters in order to optimize the power coverage in a geographic area of interest. However, it is often a costly operation to obtain the exact power measurements over a region for a given set of transmitter locations. Therefore, fast prediction methods are needed to estimate the power values given limited data. METHODOLOGY: We consider a dataset consisting of simulated power at each point in an environment for a given set of transmitter locations. We experiment with various machine learning models, namely, generalized linear models (GLMs), neural networks (NNs), and k-nearest neighbor (KNN), to estimate the power values for a given transmitter placement. We investigate various feature engineering approaches to enhance the predictive performance of the machine learning models. RESULTS: We observe that employed feature engineering methods such as polynomial degrees and transmitter to cluster distances significantly improve the prediction accuracy. In particular, GLM model performance notably improves thanks to these extracted features, where mean absolute error (MAE) is reduced around 77% from 11.37 dB to 2.55 dB. We note that KNN with k = 2 and DNN models perform better than NN and GLM. KNN has the best performance with an average MAE of 0.65dB and also substantially faster to train than NN/DNN models. In addition, our analysis shows that, to train a well-performing machine learning model, it is sufficient to use a dataset consisting of measurements at a fraction of the potential transmitter locations in a given region. CONCLUSIONS: Machine learning methods are highly effective for the coverage prediction task. Using carefully engineered features, simple models such as GLMs and KNNs can be as effective as more complex ones, especially for small datasets.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,013
Score d'incertitude au seuil0,025

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,000
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,174
Écart entre enseignants0,162 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations46
Publié2020
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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