Federated Variational Autoencoder and Transformers for Temporal Data Augmentation and Interference Detection in Heterogeneous 5G Networks
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we address passive intermodulation (PIM) interference in heterogeneous fifth-generation ($\mathbf{5 G}$) networks, compounded by limited datasets and non-independent, non-identically distributed (non-IID) data across cells. Though uncommon, PIM events can significantly degrade the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR), making their timely detection essential. Newly deployed cells often lack sufficient PIM samples to train a PIM detector, while existing cells face imbalances between PIM and no PIM data, complicating deep learning (DL) model training. The varying data distribution across cells adds further complexity. We propose a Federated Variational Autoencoder with Averaging Filter (FVAE-AvF) framework to address data heterogeneity, scarcity, and imbalanced data across cells in 5G networks. The Temporal Augmentation Variational Long Short-Term Memory (TAVLNet) serves as the local model, generating temporally coherent synthetic PIM data, while an Averaging Filter (AvF) ensures smoother data generation. For PIM detection, Vision Transformers (ViTs) are employed. Training them on the synthetic data generated from the FVAEAvF significantly improves detection accuracy and robustness. Leveraging federated learning (FL), the framework enables training without transferring data to a central location reducing data transfer costs and enhancing performance, particularly in managing non-IID data across distributed networks. It also allows cells with limited PIM data to benefit from the training on data from other cells, ensuring more effective model development. Numerical results show that the FVAE-AvF framework handles heterogeneous non-IID data better, improves detector performance with generated data, and enhances network robustness compared to existing FL and data augmentation methods.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».