Fugu-MT 論文翻訳(概要): Fast Beam Alignment via Pure Exploration in Multi-armed Bandits

論文の概要: Fast Beam Alignment via Pure Exploration in Multi-armed Bandits

arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.12625v1
Date: Sun, 23 Oct 2022 05:57:39 GMT
ステータス: 処理完了
システム内更新日: 2022-10-25 22:13:06.229555
Title: Fast Beam Alignment via Pure Exploration in Multi-armed Bandits
Title（参考訳）: 多腕バンディットの純粋探査による高速ビームアライメント
Authors: Yi Wei and Zixin Zhong and Vincent Y. F. Tan
Abstract要約: 我々は,ミリ波通信におけるBAレイテンシを低減するために,帯域幅に基づく高速BAアルゴリズムを開発した。我々のアルゴリズムは2相ヘテロセダスティックトラック・アンド・ストップ (2PHT&S) と呼ばれる。
参考スコア（独自算出の注目度）: 91.11360914335384
License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
Abstract: The beam alignment (BA) problem consists in accurately aligning the transmitter and receiver beams to establish a reliable communication link in wireless communication systems. Existing BA methods search the entire beam space to identify the optimal transmit-receive beam pair. This incurs a significant latency when the number of antennas is large. In this work, we develop a bandit-based fast BA algorithm to reduce BA latency for millimeter-wave (mmWave) communications. Our algorithm is named Two-Phase Heteroscedastic Track-and-Stop (2PHT\&S). We first formulate the BA problem as a pure exploration problem in multi-armed bandits in which the objective is to minimize the required number of time steps given a certain fixed confidence level. By taking advantage of the correlation structure among beams that the information from nearby beams is similar and the heteroscedastic property that the variance of the reward of an arm (beam) is related to its mean, the proposed algorithm groups all beams into several beam sets such that the optimal beam set is first selected and the optimal beam is identified in this set after that. Theoretical analysis and simulation results on synthetic and semi-practical channel data demonstrate the clear superiority of the proposed algorithm vis-\`a-vis other baseline competitors.
Abstract（参考訳）: ビームアライメント(BA)問題は、無線通信システムにおける信頼性の高い通信リンクを確立するために送信機と受信機を正確に整列させることである。既存のBA法はビーム空間全体を探索し、最適な送受信ビーム対を特定する。これにより、アンテナ数が大きくなると大きな遅延が発生する。本研究では,ミリ波通信におけるba遅延を低減するために,banditベースの高速baアルゴリズムを開発した。このアルゴリズムは二相ヘテロシドスティック・トラック・アンド・ストップ (2pht\&s) と呼ばれる。まず, BA問題を, 一定の信頼度を与えられた時間ステップを最小化することを目的とした, 多武装帯における純粋探索問題として定式化する。ビーム間の相関構造を利用して、近傍のビームからの情報が類似しており、アーム(ビーム)の報酬の分散がその平均に関係しているという異方性特性を利用して、提案アルゴリズムは、全てのビームを複数のビームセットにグループ化し、最適なビームセットが最初に選択され、その後に最適なビームが同定される。合成および半実践的なチャネルデータに関する理論的解析とシミュレーション結果は,提案したアルゴリズム vis-\`a-vis の他のベースライン競合の明確な優位性を示している。

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