論文の概要: NeRF$^\textbf{2}$: Neural Radio-Frequency Radiance Fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06118v1
• Date: Wed, 10 May 2023 13:09:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-11 13:13:23.692532
• Title: NeRF$^\textbf{2}$: Neural Radio-Frequency Radiance Fields
• Title（参考訳）: NeRF$^\textbf{2}$:ニューラルラジオ周波数放射場
• Authors: Xiaopeng Zhao, Zhenlin An, Qingrui Pan, Lei Yang
• Abstract要約: NeRF$textbf2$は、RF信号の伝搬を理解する連続ボリュームシーン関数を表す。 NeRF$textbf2$は、送信機の位置を知っているとき、どのような信号がどの位置で受信されたかを知ることができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.771299504073689
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Although Maxwell discovered the physical laws of electromagnetic waves 160 years ago, how to precisely model the propagation of an RF signal in an electrically large and complex environment remains a long-standing problem. The difficulty is in the complex interactions between the RF signal and the obstacles (e.g., reflection, diffraction, etc.). Inspired by the great success of using a neural network to describe the optical field in computer vision, we propose a neural radio-frequency radiance field, NeRF$^\textbf{2}$, which represents a continuous volumetric scene function that makes sense of an RF signal's propagation. Particularly, after training with a few signal measurements, NeRF$^\textbf{2}$ can tell how/what signal is received at any position when it knows the position of a transmitter. As a physical-layer neural network, NeRF$^\textbf{2}$ can take advantage of the learned statistic model plus the physical model of ray tracing to generate a synthetic dataset that meets the training demands of application-layer artificial neural networks (ANNs). Thus, we can boost the performance of ANNs by the proposed turbo-learning, which mixes the true and synthetic datasets to intensify the training. Our experiment results show that turbo-learning can enhance performance with an approximate 50% increase. We also demonstrate the power of NeRF$^\textbf{2}$ in the field of indoor localization and 5G MIMO.
• Abstract（参考訳）: マクスウェルは160年前に電磁波の物理法則を発見したが、電気的に大きく複雑な環境でのRF信号の伝播を正確にモデル化する方法は長年の問題のままである。 難しいのは、RF信号と障害物(反射、回折など)の間の複雑な相互作用である。 コンピュータビジョンにおける光場を記述するためにニューラルネットワークを用いた大きな成功に触発され、rf信号の伝搬を意味付ける連続ボリュームシーン関数を表すニューラル無線周波数放射場 nerf$^\textbf{2}$ を提案する。 特に、数回の信号測定でトレーニングした後、nerf$^\textbf{2}$は送信機の位置を知っている任意の位置において、どの信号が受信されたかが分かる。 物理層ニューラルネットワークとして、NeRF$^\textbf{2}$は、学習された統計モデルとレイトレーシングの物理モデルを利用して、アプリケーション層ニューラルネットワーク(ANN)のトレーニング要求を満たす合成データセットを生成することができる。 これにより,実データと合成データセットを混合し,学習の強化を図るターボラーニングによる ann の性能向上が期待できる。 実験の結果, ターボ学習は50%程度向上し, 性能を向上できることがわかった。 また,屋内局所化と5G MIMOにおけるNeRF$^\textbf{2}$のパワーを実証する。

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