論文の概要: Energy-Efficient Spiking Neural Networks for Sensing-Aided Beam Prediction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.12507v1
- Date: Tue, 06 Oct 2026 08:13:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-13 04:06:29.210675
- Title: Energy-Efficient Spiking Neural Networks for Sensing-Aided Beam Prediction
- Title(参考訳): センシング支援ビーム予測のためのエネルギー効率の良いスパイクニューラルネットワーク
- Abstract要約: 我々は,センサ支援ビーム予測のためのエネルギー効率のよいスパイクニューラルネットワーク(SNN)を開発した。
コンパクトなANNは、位置のみのセンシングにおいて、SNNよりも一貫して優れていることを示す。
視覚とマルチモーダルセンシングでは、SNNは同様のエネルギーコストでANNよりも精度が高い。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 18.61181918040955
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Sensing-aided beam prediction can reduce the beam-training overhead of millimeter-wave (mmWave) systems by leveraging environmental information from complementary modalities such as vision and position. However, the resulting sensing and inference pipeline can be energy-intensive, motivating the use of energy-efficient spiking neural networks (SNNs) as an alternative to conventional artificial neural networks (ANNs). In this work, we develop SNN architectures for beam prediction and systematically compare them with ANNs using position-only, vision-only, and multimodal inputs. Our results show that compact ANNs consistently outperform SNNs for position-only sensing. In contrast, for vision and multimodal sensing, SNNs achieve higher accuracy than ANNs at similar energy costs and require up to an order of magnitude less energy at a comparable accuracy. For example, the multimodal SNN achieves 58.08% top-1 accuracy, outperforming the closest-energy ANN by 18.11 percentage points. We further show that SNN accuracy is limited by the binary communication between layers rather than by model size. These results demonstrate the potential of SNNs for energy-efficient sensing-aided beam prediction while highlighting their accuracy limitation.
- Abstract(参考訳): センシング支援ビーム予測は、視覚や位置などの相補的なモードからの環境情報を活用することにより、ミリ波(mmWave)システムのビームトレーニングオーバーヘッドを低減することができる。
しかし、結果として得られる知覚と推論パイプラインはエネルギー集約的であり、従来の人工ニューラルネットワーク(ANN)に代わるエネルギー効率のよいスパイクニューラルネットワーク(SNN)の使用を動機付けている。
本研究では,ビーム予測のためのSNNアーキテクチャを開発し,位置のみ,視覚のみ,マルチモーダル入力を用いてANNと体系的に比較する。
以上の結果から,コンパクトなANNは位置のみのセンシングにおいてSNNよりも優れていた。
対照的に、視覚とマルチモーダルセンシングでは、SNNは同様のエネルギーコストでANNよりも高い精度を達成し、同等の精度で最大でエネルギーを極力少なくする必要がある。
例えば、マルチモーダルSNNは58.08%のトップ1の精度を達成し、最も近いエネルギーのANNを18.11ポイント上回っている。
さらに,SNNの精度はモデルサイズではなく層間のバイナリ通信によって制限されていることを示す。
これらの結果は、SNNがエネルギー効率の高いセンシング支援ビーム予測に有効であることを示し、精度の限界を強調した。
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