WO2023110550A1 - Procédé et dispositif de détermination de poids de précodage, et programme d'ordinateur associé - Google Patents

Procédé et dispositif de détermination de poids de précodage, et programme d'ordinateur associé Download PDF

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WO2023110550A1
WO2023110550A1 PCT/EP2022/084652 EP2022084652W WO2023110550A1 WO 2023110550 A1 WO2023110550 A1 WO 2023110550A1 EP 2022084652 W EP2022084652 W EP 2022084652W WO 2023110550 A1 WO2023110550 A1 WO 2023110550A1
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WO
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neural network
artificial neural
frequency
precoding weights
precoding
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PCT/EP2022/084652
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Luc LE MAGOAROU
Stéphane Paquelet
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Fondation B-Com
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    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
    • H04B7/0613—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission
    • H04B7/0615—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal
    • H04B7/0617—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using simultaneous transmission of weighted versions of same signal for beam forming
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    • G06N3/09—Supervised learning

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of telecommunications.
  • It relates in particular to a method and a device for determining precoding weights, as well as an associated computer program.
  • precoders designed to perform a precoding of the electromagnetic signals to be transmitted by the antennas forming the communication system.
  • Some methods for determining the precoders are based for example on a channel estimation process aimed at having a better knowledge of the current state of the communication channels used by the communication system. Such a method is for example described in the article “Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas”, by Marzetta, T. L., IEEE transactions on wireless communications, 9(11), 3590-3600, 2010.
  • precoders are based on a simplified approach by considering signal propagation along a channel in direct line of sight (or "line of sight” according to the English expression commonly used). In this case, the precoders are determined on the basis of the positions of the users, such as a mobile terminal for example.
  • the present invention proposes to improve the determination of precoders in order to be determined reliably regardless of the environment in which the signals propagate. More particularly, the invention proposes a method for determining precoding weight from a position vector representing the position of a communication terminal included in a communication system, said method being implemented by means of an artificial neural network, the method comprising a step of determining the precoding weights by means of the artificial neural network receiving the position vector as input and supplying the precoding weights as output.
  • the precoding weights are obtained directly from the position vector of the communication terminal, whatever its initial position. No additional direct line of sight assumptions are needed here to determine these precoding weights.
  • This method therefore finds a particularly advantageous application in an urban environment, in which the topology (with the presence of buildings for example) cannot be associated with propagation in a direct line of sight.
  • the artificial neural network is implemented using a plurality of frequency vectors, each frequency vector comprising frequency components, the frequency components of the frequency vectors of said plurality being distributed according to a predetermined distribution;
  • the method also comprises a step of applying the position vector as input to a first part of the artificial neural network, so as to produce intermediate data as output from said first part, said intermediate data being respectively obtained, for the frequency vectors of the plurality, by applying a trigonometric function to the result of a scalar product between the position vector and the frequency vector concerned;
  • the step of determining the precoding weights is implemented by means of a second part of the artificial neural network receiving the intermediate data as input and supplying the precoding weights as output; - the frequency components of the frequency vectors of said plurality are distributed within a predetermined spatial frequency range;
  • the determination of the second weighting coefficients is based on the minimization of a cost function depending on the position vector and on a datum characterizing the transmission through communication channels included in the communications system;
  • the second part of the artificial neural network includes rectifier type activation functions
  • the second part of the artificial neural network is a multilayer perceptron.
  • the present invention also relates to a transmission method comprising:
  • the present invention also relates to a device for determining precoding weights from a position vector representing the position of a communication terminal included in a communication system, said device being designed to determine precoding weights by means of the artificial neural network receiving the position vector as input and providing the precoding weights as output.
  • the artificial neural network can be designed to use a plurality of frequency vectors, each frequency vector comprising frequency components, the frequency components of the frequency vectors of said plurality being distributed according to a predetermined distribution.
  • the determination device may also comprise a module for applying the position vector at the input of a first part of the artificial neural network, so as to produce at the output of said first part intermediate data, said intermediate data being respectively obtained, for the frequency vectors of the plurality, by applying a trigonometric function to the result of a scalar product between the position vector and the frequency vector concerned.
  • the determination device may further comprise a module for implementing the neural network so as to determine precoding weights by means of a second part of the artificial neural network receiving the intermediate data as input and supplying the weights of precoding.
  • the present invention also relates to a transmission device comprising:
  • the present invention finally relates to a computer program comprising instructions executable by a processor and designed to implement a method as introduced previously when these instructions are executed by the processor.
  • the invention also relates to a non-transitory recording medium, readable by a computer and storing a computer program as mentioned above.
  • FIG. 2 shows, in functional form, a control unit configured to implement the precoding weight determination method according to the invention
  • FIG. 3 shows an example of an artificial neural network used in the control unit of Figure 2
  • FIG. 4 represents, in the form of a flowchart, an example of a method for determining precoding weight in accordance with the invention.
  • FIG. 5 shows, in the form of a flowchart, an example of a transmission method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a communication system in which the invention can be implemented.
  • This communication system includes a communication unit 2 and a communication terminal 4.
  • the communication unit 2 comprises a control unit 6 and a plurality of antennas Ai, Ai, Aj, AN forming an antenna array 8.
  • the number of antennas Ai, A, Aj, AN of the antenna array 8 is here equal to N.
  • N is equal to 64.
  • the control unit 6 is connected to each of the antennas Ai, A, A, AN so as to receive signals representative of electromagnetic signals received by each of the antennas Ai, A, A, AN.
  • the control unit 6 can also control the emission of electromagnetic signals by each of the antennas Ai, Ai, Aj, AN.
  • the set of transmitting antennas Ai, A, A, AN transmits electromagnetic signals (generally representing data to be transmitted, coded by symbols) in a plurality of communication channels Ci, Ci, Cj, CNC, Ne being a non-zero whole number.
  • the transmission between the communication system and the communication terminal 4, via these communication channels Ci, Ci, Cj, CNC is modeled by a vector h of dimension Ne (corresponding to the number of communication channels).
  • the communication terminal 4 comprises an antenna B, by means of which the communication terminal 4 can emit electromagnetic signals (intended in particular for the communication unit 2).
  • the position of the communication terminal 4 is represented by a position vector I.
  • This position vector I is of dimension D, D being a non-zero integer.
  • the position vector I for example of dimension 2 (in the case of a planar representation) or 3 (for example of dimension 3 if a height coordinate is additionally taken into account).
  • the position vector I is for example determined using a satellite positioning system (or GNSS for “Global Navigation Satellite System”) or sensors, for example cameras or sensors using LIDAR technology (for “Laser Imaging Detection And Ranging”) or RADAR (for “RAdio Detection And Ranging”) allowing the acquisition of representations of the environment of interest.
  • the position vector I can be determined using the transmission of pilot signals which will make it possible to determine the direction of arrival of the transmitted signal.
  • the communication system could comprise other electronic devices equipped with at least one antenna and thus capable of exchanging electromagnetic signals with the communication unit 2.
  • the communication unit 2 could comprise other electronic devices equipped with at least one antenna and thus capable of exchanging electromagnetic signals with the communication unit 2.
  • MU -M1 MO for "Multi User - Multiple-Input Multiple-Output'.
  • a single communication terminal 4 is however represented in FIG. 1 to simplify the present presentation.
  • the communication unit 2 is for example a base station of a mobile telephone network.
  • the communication terminal 4 is then for example in this case a mobile terminal.
  • FIG. 2 represents, in functional form, the control unit 6 which comprises a device 10 for determining precoding weight and a transmission device 12 in accordance with an exemplary implementation of the invention.
  • the control unit 6 includes a processor 7 and a memory 8.
  • the device 10 and the transmission device 12 are formed by a set of functional modules.
  • the device 10 is designed to implement an artificial neural network NN.
  • This device 10 comprises, for example, an application module 13 and a module 15 for implementing an artificial neural network NN.
  • the transmission device 12 comprises for example a precoding module 17 and a transmission module 19.
  • FIG. 3 represents the structure of the artificial neural network NN. It comprises a first part 20 and a second part 22.
  • the first part 20 of the artificial neural network NN is configured to receive as input the position vector I (of dimension D) representing the position of the communication terminal 4 and to supply as output intermediate data Int representing functions of the position of the communication terminal.
  • the plurality of frequency vectors Bi is here formed of R frequency vectors Bi.
  • Each frequency vector Bi is of dimension D (like the position vector I).
  • each frequency vector Bi comprises D frequency components.
  • the different frequency components of the plurality of frequency vectors Bi are distributed within a predetermined spatial frequency range.
  • the predetermined spatial frequency range is for example characterized by its extent.
  • the frequency components are randomly distributed according to a predetermined distribution.
  • This predetermined distribution has for example a finite or infinite support.
  • the frequency components are randomly distributed within the predetermined spatial frequency range. They can for example be obtained through a random draw.
  • the frequency components may be predetermined values so as to be distributed according to a particular distribution.
  • the frequency components are distributed according to a normal law with zero expectation and variance o 2 .
  • the first layer 20 of the artificial neural network NN determines the intermediate data Int on the basis of components y called random sinusoids (or “Random Fourier Features” according to the English designation commonly used). These functions y depend on the position vector I and the frequency vectors Bi. Intermediate data can be represented as a vector, each element of which is formed by a y component.
  • each component y is obtained by applying trigonometric functions to the result of a scalar product between the position vector I and the frequency vector Bi concerned.
  • each component has two elements therein: a first element obtained by applying a cosine function to a result proportional to the scalar product between the position vector and the frequency vector concerned and a second element obtained by applying a sine function to a result proportional to the scalar product between the position vector and the frequency vector concerned.
  • Each component is therefore of dimension 2.
  • the intermediate data Int are therefore obtained by determining the components y for the plurality of frequency vectors Bi (for the R vectors of frequency considered here).
  • the intermediate data Int are then for example represented by a vector of dimension 2R.
  • this first layer 20 of the artificial neural network NN is fixed, that is to say that the parameters characterizing the first part 20 are initially fixed at a predetermined value and are maintained at this predetermined value. In other words, the parameters of the first layer 20 are not subsequently adjusted (for example during a training step of the artificial neural network NN as described below).
  • This first layer then aims, from the position vector, to pre-construct signals artificially so that the intermediate data, obtained at the output of the first layer 20, represent all the frequency components of the frequency range predetermined spatial.
  • the position vector is adapted to intermediate data Int in order to be used by the second part 22 of the artificial neural network NN to determine the precoding weights which will then make it possible to perform a precoding of the electromagnetic signals to be transmitted by the antennas Ai, Ai, Aj, AN of the communication system.
  • the precoding weights form, for example, a precoding vector.
  • This second part 22 is therefore configured to receive as input the intermediate data Int, obtained at the output of the first part 20 of the artificial neural network NN.
  • the second part 22 is also configured to output precoding weights w.
  • This second part 22 is of the multilayer perceptron (or “MultiLayer Perceptron” or MLP) type. Conventionally, this second part 22 then comprises a plurality of layers 23, 24, 25, 26 (for example Q layers, Q being a positive integer). Each layer 23, 24, 25, 26 has for example a number M of neurons, M being a positive integer.
  • Each layer 23, 24, 25, 26 comprises the application of a rectifier type function and/or the implementation of a matrix product.
  • this second part 22 of the artificial neural network NN is based on activation functions of the ReLU type (for “Rectified Linear Unit”).
  • the second part 22 of the artificial neural network NN comprises for example four layers 23, 24, 25, 26.
  • the second part 22 of the artificial neural network NN is structured by means of nodes forming the different layers 23, 24, 25, 26. These nodes are characterized by a plurality of weighting coefficients which can be adjusted, prior to setting implementation of the method for determining the precoding weights itself, thanks to a training phase as described later in a preliminary method.
  • the first layer 23 of the second part 22 of the artificial neural network N N receives as input the intermediate data Int of dimensions 2R.
  • the nodes forming the first layer 23 apply a rectifier type function then perform the multiplication of the result obtained by a matrix A1 of dimensions Mx2R.
  • Data Int1, of dimension M are therefore obtained at the output of the first layer 23.
  • Int1 data are then supplied as input to the second layer 24.
  • the nodes forming the second layer 24 apply a rectifier type function then carry out the multiplication of the result obtained by a matrix A2 of dimensions MxM.
  • Data Int2, of dimension M are therefore obtained at the output of the second layer 24.
  • Int3 data are supplied as input to the fourth layer 26.
  • the nodes forming the third layer 26 apply a rectifier type function then carry out the multiplication of the result obtained by a matrix A4 of dimensions 2NxM.
  • the precoding weights w, of dimension 2N, are obtained at the output of the fourth layer 26.
  • the second part 22 of the artificial neural network NN therefore outputs the precoding weights w which are for example in the form of a vector of dimension 2N (N being the number of antennas). More specifically, the second part 22 provides a decomposition into real and imaginary parts of the precoding weights w.
  • FIG. 4 is a flowchart representing an example of a precoding weight determination method Det implemented in the context described previously.
  • a preliminary method is implemented in order to train the neural network NN. More particularly, this preliminary method allows training of the second part 22 of the artificial neural network NN since, as indicated previously, the first part 20 of the artificial neural network NN is fixed.
  • this preliminary method makes it possible to determine the weighting coefficients of the second part 22 of the artificial neural network NN.
  • This preliminary method comprises a first step of initializing the weighting coefficients of the second part 22 to initial values.
  • These initial values are for example random values.
  • the processor 7 of the control unit receives sets of initial data representing the vector h characterizing the communication channel and the associated position vector I.
  • the processor 7 here receives as many sets of initial data ⁇ h, 1 ⁇ as there are antennas (for example N here).
  • the part of the initial data concerning the vector h are for example here obtained in a conventional way on the basis of sent pilot signals and channel estimation methods. They are for example determined upstream of the implementation of the preliminary process.
  • the preliminary method finally includes the step of training the artificial neural network NN. As indicated above, this step corresponds to the training of the second part 22 of the artificial neural network NN.
  • the artificial neural network NN receives as input (therefore as input to the first part 20) the different sets of initial data ⁇ h, 1 ⁇ and adjusts the weighting coefficients of the second part 22 in order to to obtain the precoding weights corresponding respectively to each of the pairs formed by the vector h and the position vector I of the set of initial data concerned.
  • the initial data sets ⁇ h, 1 ⁇ then represent a training communication channel and the associated position.
  • this training step is based on the minimization of a cost function CF. This cost function CF depends on the position vector I and the vector h.
  • the cost function CF is for example defined by the following expression:
  • This cost function makes it possible to quantify the misalignment between the precoding weights obtained at the end of the training step (from the initial data) and the known communication channel (from the initial data). In other words, this cost function helps to quantify the misalignment between the precoding weights and the training communication channel.
  • the cost function is close to 0, the precoding weights and the training communication channel are perfectly aligned.
  • the cost function presents a value close to 2 it means that the precoding weights and the training communication channel are orthogonal (and in this case, no signal transmission is possible).
  • weighting coefficients are modified in such a way as to minimize the cost function, for example during several iterations, until obtaining the optimal weighting coefficients which effectively minimize the cost function CF.
  • optimal weighting coefficients are then used in the method Det for determining precoding weights described below.
  • the method Det for determining the precoding weights w is therefore implemented following the preliminary method.
  • the method for determining Det begins at step E2 during which the control unit 6 receives the position vector I.
  • the position vector I received is applied as input to the artificial neural network NN, and more particularly as input to the first part 20 of the artificial neural network NN.
  • This first part 20 then outputs the intermediate data Int (step E6).
  • the method for determining Det continues at step E8.
  • the intermediate data Int are supplied as input to the second part 22 of the artificial neural network NN.
  • the method then comprises the step E10 of determining the precoding weights w. These precoding weights w are then obtained at the output of the second part 22 (and therefore at the output of the artificial neural network NN).
  • the precoding weights are obtained from the position vector of the communication terminal, whatever its initial position. This method is particularly advantageous in the case where the communication terminal is not located in a direct line of sight of the base stations of the communication system.
  • the invention also relates to a method for transmitting Emi of precoded data.
  • This transmission method Emi follows the method for determining the precoding weights described above.
  • FIG. 5 represents, in the form of a flowchart, an example of a transmission method implemented according to the invention.
  • the transmission method Emi firstly comprises a step for determining precoding weight according to the method for determining Det described previously. Precoding weights w are therefore obtained at the end of this step.
  • the transmission method Emi then comprises a step E20.
  • the control unit 6 uses the precoding weights obtained in order to precode the data to be transmitted. More particularly, the precoding weights are applied to each of the transmitting antennas to determine precoded data to be transmitted in the communication system. The control unit 6 therefore generates, by means of the precoding weights, these precoded data.
  • the transmission method Emi comprises a step E22 of transmission of the precoded data obtained. These precoded data are for example transmitted by the antennas to the communication terminal 4.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de détermination de poids de précodage (w) à partir d'un vecteur de position (l) représentant la position d'un terminal de communication compris dans un système de communication, ledit procédé étant mis en œuvre au moyen d'un réseau de neurones artificiels (NN), le procédé comprenant une étape de détermination des poids de précodage (w) au moyen du réseau de neurones artificiels (NN) recevant en entrée le vecteur de position (l) et fournissant en sortie les poids de précodage (w).Un procédé d'émission, un dispositif de détermination de poids de précodage, un dispositif d'émission et un programme d'ordinateur sont également décrits.

Description

Procédé et dispositif de détermination de poids de précodage, et programme d’ordinateur associé
Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne le domaine technique des télécommunications.
Elle concerne en particulier un procédé et un dispositif de détermination de poids de précodage, ainsi qu’un programme d’ordinateur associé.
Etat de la technique
Afin d’optimiser la transmission de données dans un système de communication, il est connu de configurer des précodeurs conçus pour effectuer un précodage des signaux électromagnétiques à émettre par les antennes formant le système de communication. Certaines méthodes de détermination des précodeurs se basent par exemple sur un procédé d’estimation de canal visant à avoir une meilleure connaissance de l’état courant des canaux de communication utilisés par le système de communication. Une telle méthode est par exemple décrite dans l’article « Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas », de Marzetta, T. L., IEEE transactions on wireless communications, 9(11), 3590-3600, 2010.
D’autres méthodes de détermination des précodeurs se basent sur une approche simplifiée en considérant une propagation des signaux selon un canal en ligne de vue directe (ou « line of sight » selon l’expression d’origine anglosaxonne couramment utilisée). Dans ce cas, les précodeurs sont déterminés sur la base des positions des utilisateurs, tel qu’un terminal mobile par exemple. L’article « Location based beamforming » de R. Maiberger, D. Ezri and M. Erlihson, 2010 IEEE 26-th Convention of Electrical and Electronics Engineers in Israel, 2010, pp. 000184- 000187, doi: 10.1109/EEEI.2010.5661954, décrit une telle méthode dite de précodage basé sur la position (ou LBB pour « Location Based Beamforming »).
Cependant, ces méthodes ne peuvent pas être appliquées à tous les environnements, par exemple à un environnement urbain, du fait de l’hypothèse de propagation en ligne de vue directe.
Présentation de l'invention
Dans ce contexte, la présente invention propose d’améliorer la détermination de précodeurs afin d’être déterminés de manière fiable quel que soit l’environnement dans lequel les signaux se propagent. Plus particulièrement, on propose selon l’invention un procédé de détermination de poids de précodage à partir d’un vecteur de position représentant la position d’un terminal de communication compris dans un système de communication, ledit procédé étant mis en œuvre au moyen d’un réseau de neurones artificiels, le procédé comprenant une étape de détermination des poids de précodage au moyen du réseau de neurones artificiels recevant en entrée le vecteur de position et fournissant en sortie les poids de précodage.
Ainsi, grâce à l’utilisation du réseau de neurones artificiels, les poids de précodage sont obtenus directement à partir du vecteur de position du terminal de communication, quelle que soit sa position initiale. Aucune hypothèse supplémentaire de ligne de vue directe n’est ici nécessaire pour déterminer ces poids de précodage. Cette méthode trouve donc une application particulièrement avantageuse en milieu urbain, dans lequel la topologie (avec la présence d’immeubles par exemple) ne peut pas être associée à une propagation en ligne de vue directe.
D’autres caractéristiques non limitatives et avantageuses du procédé conforme à l’invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes :
- le réseau de neurones artificiels est mis en œuvre en utilisant une pluralité de vecteurs de fréquence, chaque vecteur de fréquence comprenant des composantes de fréquence, les composantes de fréquences des vecteurs de fréquence de ladite pluralité étant réparties selon une distribution prédéterminée ;
- le procédé comprend également une étape d’application du vecteur de position en entrée d’une première partie du réseau de neurones artificiels, de manière à produire en sortie de ladite première partie des données intermédiaires, lesdites données intermédiaires étant respectivement obtenues, pour les vecteurs de fréquence de la pluralité, par application d’une fonction trigonométrique au résultat d’un produit scalaire entre le vecteur de position et le vecteur de fréquence concerné ;
- l’étape de détermination des poids de précodage est mise en œuvre au moyen d’une deuxième partie du réseau de neurones artificiels recevant en entrée les données intermédiaires et fournissant en sortie les poids de précodage ; - les composantes de fréquences des vecteurs de fréquence de ladite pluralité sont réparties au sein d’une plage de fréquences spatiales prédéterminée ;
- les composantes de fréquence sont distribuées aléatoirement au sein de ladite plage de fréquences spatiales selon une loi normale ;
- il est prévu, préalablement à l’étape d’application, une étape d’entraînement du réseau de neurones artificiels de manière à déterminer des deuxièmes coefficients de pondération respectivement associés à des nœuds de la deuxième partie du réseau de neurones artificiels ;
- lors de l’étape d’entraînement, la détermination des deuxièmes coefficients de pondération est basée sur la minimisation d’une fonction de coût dépendant du vecteur de position et d’une donnée caractérisant la transmission au travers de canaux de communication compris dans le système de communication ;
- la deuxième partie du réseau de neurones artificiels comprend des fonctions d’activation de type redresseur ; et
- la deuxième partie du réseau de neurones artificiels est un perceptron multicouche.
La présente invention concerne également un procédé d’émission comprenant :
- une étape de détermination des poids de précodage par la mise en œuvre d’un procédé de détermination tel que défini précédemment,
- une étape de précodage de données à transmettre au moyen des poids de précodage déterminés, et
- une étape d’émission des données précodées.
La présente invention concerne aussi un dispositif de détermination de poids de précodage à partir d’un vecteur de position représentant la position d’un terminal de communication compris dans un système de communication, ledit dispositif étant conçu pour déterminer des poids de précodage au moyen du réseau de neurones artificiels recevant en entrée le vecteur de position et fournissant en sortie les poids de précodage.
Le réseau de neurones artificiels peut être conçu pour utiliser une pluralité de vecteurs de fréquence, chaque vecteur de fréquence comprenant des composantes de fréquence, les composantes de fréquences des vecteurs de fréquence de ladite pluralité étant réparties selon une distribution prédéterminée. Le dispositif de détermination peut comprendre également un module d’application du vecteur de position en entrée d’une première partie du réseau de neurones artificiels, de manière à produire en sortie de ladite première partie des données intermédiaires, lesdites données intermédiaires étant respectivement obtenues, pour les vecteurs de fréquence de la pluralité, par application d’une fonction trigonométrique au résultat d’un produit scalaire entre le vecteur de position et le vecteur de fréquence concerné.
Le dispositif de détermination peut comprendre encore un module de mise en œuvre du réseau de neurones de manière à déterminer des poids de précodage au moyen d’une deuxième partie du réseau de neurones artificiels recevant en entrée les données intermédiaires et fournissant en sortie les poids de précodage.
La présente invention concerne également un dispositif d’émission comprenant :
- un dispositif de détermination des poids de précodage tel qu’introduit précédemment,
- un module de précodage de données à transmettre au moyen des poids de précodage déterminées, et
- un module d’émission des données précodées.
La présente invention concerne enfin un programme d’ordinateur comprenant des instructions exécutables par un processeur et conçues pour mettre en œuvre un procédé tel qu’introduit précédemment lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur. L’invention concerne également un support d’enregistrement non transitoire, lisible par un ordinateur et mémorisant un programme d’ordinateur tel que mentionné ci-dessus.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres.
Description détaillée de l'invention
De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où : - la figure 1 représente un système de télécommunication mis en jeu dans la présente invention,
- la figure 2 représente, sous forme fonctionnelle, une unité de commande configurée pour mettre en œuvre le procédé de détermination de poids de précodage conforme à l’invention,
- la figure 3 représente un exemple de réseau de neurones artificiels utilisés dans l’unité de commande de la figure 2,
- la figure 4 représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé de détermination de poids de précodage conforme à l’invention, et
- la figure 5 représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé d’émission conforme à l’invention.
Il est à noter que, sur ces figures, les éléments structurels et/ou fonctionnels communs aux différentes variantes peuvent présenter les mêmes références.
La figure 1 représente schématiquement un système de communication dans lequel peut être mise en œuvre l’invention.
Ce système de communication comprend une unité de communication 2 et un terminal de communication 4.
L’unité de communication 2 comprend une unité de commande 6 et une pluralité d’antennes Ai, Ai, Aj, AN formant un réseau d’antennes 8. Le nombre d’antennes Ai , A, Aj, AN du réseau d’antennes 8 est ici égal à N. Par exemple ici, N est égal à 64.
L’unité de commande 6 est reliée à chacune des antennes Ai, A, A, AN de manière à recevoir des signaux représentatifs de signaux électromagnétiques reçus par chacune des antennes Ai, A, A, AN. L’unité de commande 6 peut également commander l’émission de signaux électromagnétiques par chacune des antennes Ai , Ai, Aj, AN.
L’ensemble des antennes d’émission Ai, A, A, AN transmet des signaux électromagnétiques (représentant généralement des données à transmettre, codées par des symboles) dans une pluralité de canaux de communication Ci , Ci, Cj, CNC, Ne étant un nombre entier non nul. Sur la figure 1 , on a par exemple représenté un canal de communication entre chacune des antennes Ai, A, A, AN de l’unité de communication 2 et une antenne B du terminal de communication 4 (dans ce cas de figure, on a donc Ne = N). La transmission entre le système de communication et le terminal de communication 4, par l’intermédiaire de ces canaux de communication Ci , Ci, Cj, CNC est modélisée par un vecteur h de dimension Ne (correspondant au nombre de canaux de communication).
Le terminal de communication 4 comporte une antenne B, au moyen de laquelle le terminal de communication 4 peut émettre des signaux électromagnétiques (à destination notamment de l’unité de communication 2). La position du terminal de communication 4 est représentée par un vecteur de position I. Ce vecteur de position I est de dimension D, D étant un nombre entier non nul. En pratique, le vecteur de position I par exemple de dimension 2 (dans le cas d’une représentation planaire) ou 3 (par exemple de dimension 3 si une coordonnée de hauteur est en outre prise en compte).
En pratique, le vecteur de position I est par exemple déterminé en utilisant un système de positionnement par satellites (ou GNSS pour « Global Navigation Satellite System ») ou des capteurs, par exemple des caméras ou des capteurs à technologie LIDAR (pour « Laser Imaging Detection And Ranging ») ou RADAR (pour « RAdio Detection And Ranging ») permettant l’acquisition de représentations de l’environnement d’intérêt. En variante, le vecteur de position I peut être déterminé en utilisant la transmission de signaux pilotes qui vont permettre de déterminer la direction d’arrivée du signal transmis.
Le système de communication pourrait comprendre d’autres dispositifs électroniques munis d’au moins une antenne et ainsi aptes à échanger des signaux électromagnétiques avec l’unité de communication 2. On se retrouve dans ce cas dans une situation de type système MU -Ml MO (pour "Multi User - Multiple-Input Multiple-Output'). Un seul terminal de communication 4 est toutefois représenté en figure 1 pour simplifier le présent exposé.
En pratique, l’unité de communication 2 est par exemple une station de base d’un réseau de téléphonie mobile. Le terminal de communication 4 est alors par exemple dans ce cas un terminal mobile.
La figure 2 représente, sous forme fonctionnelle, l’unité de commande 6 qui comprend un dispositif 10 de détermination de poids de précodage et un dispositif d’émission 12 conforme à un exemple de mise en œuvre de l’invention.
L’unité de commande 6 comprend un processeur 7 et une mémoire 8. Le dispositif 10 et le dispositif d’émission 12 sont formés par un ensemble de modules fonctionnels. Le dispositif 10 est conçu pour mettre en œuvre un réseau de neurones artificiels NN. Ce dispositif 10 comprend, par exemple, un module d’application 13 et un module 15 de mise en œuvre d’un réseau de neurones artificiels NN. Comme le montre la figure 2, le dispositif d’émission 12 comprend par exemple un module de précodage 17 et un module d’émission 19.
Chacun des différents modules décrits est par exemple réalisé au moyen d’instructions de programme d’ordinateur conçues pour mettre en œuvre le module concerné lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur 7 de l’unité de commande 6.
La figure 3 représente la structure du réseau de neurones artificiels NN. Il comprend une première partie 20 et une deuxième partie 22.
La première partie 20 du réseau de neurones artificiels NN est configurée pour recevoir en entrée le vecteur position I (de dimension D) représentant la position du terminal de communication 4 et fournir en sortie des données intermédiaires Int représentant des fonctions de la position du terminal de communication 4 pour une pluralité de vecteurs de fréquence Bj, avec i un entier compris 1 entre R. La pluralité de vecteurs de fréquence Bi est ici formée de R vecteurs de fréquence Bi.
Dans cette description, le terme « fréquence » concerne des fréquences spatiales. Chaque vecteur de fréquence Bi est de dimension D (comme le vecteur de position I).
On définit également la matrice B, de dimension RxD, dont chaque ligne correspond respectivement à un des vecteurs de fréquence Bi de l’ensemble de R vecteurs de fréquence Bi.
Plus particulièrement, on considère ici que chaque vecteur de fréquence Bi comprend D composantes de fréquence. Les différentes composantes de fréquence de la pluralité des vecteurs de fréquence Bi sont réparties au sein d’une plage de fréquences spatiales prédéterminée.
La plage de fréquences spatiales prédéterminée est par exemple caractérisée par son étendue.
Ici, les composantes de fréquence sont distribuées aléatoirement selon une distribution prédéterminée. Cette distribution prédéterminée présente par exemple un support fini ou infini. Par exemple, les composantes de fréquences sont distribuées aléatoirement au sein de la plage de fréquences spatiales prédéterminée. Elles peuvent par exemple être obtenues par l’intermédiaire d’un tirage aléatoire. En variante, les composantes de fréquence peuvent être des valeurs prédéterminées de manière à être réparties selon une distribution particulière.
Par exemple ici, les composantes de fréquence sont distribuées selon une loi normale d’espérance nulle et de variance o2. Par exemple ici, cette variance est définie telle que I/o = 50 m.
De manière avantageuse, la première couche 20 du réseau de neurones artificiels NN détermine les données intermédiaires Int sur la base de composantes y dites de sinusoïdes aléatoires (ou « Random Fourier Features » selon l’appellation d’origine anglosaxonne couramment utilisée). Ces fonctions y dépendent du vecteur position I et des vecteurs de fréquence Bi. Les données intermédiaires peuvent être représentées sous la forme d’un vecteur dont chaque élément est formé par une composante y.
Plus explicitement, les composantes y de sinusoïdes aléatoires s’expriment, pour chaque vecteur de fréquence Bi, sous la forme suivante :
[Math. 1] y(fîfZ) = [cos(27rfîfZ), sin(27rfîfZ)]7’ avec I le vecteur de position associé au terminal de communication 4 et Bi un vecteur de fréquences associé et ,T correspondant à l’opérateur de transposition de matrices.
Ainsi, chaque composante y est obtenue par application de fonctions trigonométriques au résultat d’un produit scalaire entre le vecteur position I et le vecteur de fréquence Bi concerné.
Plus particulièrement, chaque composante y présente deux éléments : un premier élément obtenu par application d’une fonction cosinus à un résultat proportionnel au produit scalaire entre le vecteur position et le vecteur de fréquence concerné et un deuxième élément obtenu par application d’une fonction sinus à un résultat proportionnel au produit scalaire entre le vecteur position et le vecteur de fréquence concerné. Chaque composante y est donc de dimension 2.
Les données intermédiaires Int sont donc obtenues par la détermination des composantes y pour la pluralité de vecteurs de fréquence Bi (pour les R vecteurs de fréquence considérés ici). Les données intermédiaires Int sont alors par exemple représentées par un vecteur de dimension 2R.
Ici, cette première couche 20 du réseau de neurones artificiels NN est fixe, c’est-à-dire que des paramètres caractérisant la première partie 20 sont fixés initialement à une valeur prédéterminée et sont maintenus à cette valeur prédéterminée. En d’autres termes, les paramètres de la première couche 20 ne sont pas ajustés par la suite (par exemple lors d’une étape d’entraînement du réseau de neurones artificiels NN telle que décrite dans la suite).
Cette première couche a alors pour but, à partir du vecteur de position, de préconstruire des signaux de manière artificielle afin que les données intermédiaires, obtenues en sortie de la première couche 20, représentent l’ensemble des composantes de fréquence de la plage de fréquences spatiales prédéterminée.
Grâce à la première couche 20 du réseau de neurones artificiels NN, le vecteur de position est adapté en données intermédiaires Int afin d’être utilisé par la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN pour déterminer les poids de précodage qui permettront ensuite d’effectuer un précodage des signaux électromagnétiques à émettre par les antennes Ai, Ai, Aj, AN du système de communication. Les poids de précodage forment par exemple un vecteur de précodage.
Cette deuxième partie 22 est donc configurée pour recevoir en entrée les données intermédiaires Int, obtenues en sortie de la première partie 20 du réseau de neurones artificiels NN. La deuxième partie 22 est également configurée pour fournir en sortie des poids de précodage w.
Cette deuxième partie 22 est de type perceptron multicouche (ou « MultiLayer Perceptron » ou MLP). De manière classique, cette deuxième partie 22 comprend alors une pluralité de couches 23, 24, 25, 26 (par exemple Q couches, Q étant un nombre entier positif). Chaque couche 23, 24, 25, 26 présente par exemple un nombre M de neurones, M étant un nombre entier positif.
Chaque couche 23, 24, 25, 26 comprend l’application d’une fonction de type redresseur et/ou la mise en œuvre d’un produit matriciel. En d’autres termes, cette deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN repose sur des fonctions d’activation de type ReLU (pour « Rectified Linear Unit »). Ici, la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN comprend par exemple quatre couches 23, 24, 25, 26.
La deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN est structurée par l’intermédiaire de nœuds formant les différentes couches 23, 24, 25, 26. Ces nœuds sont caractérisés par une pluralité de coefficients de pondération qui peuvent être ajustés, préalablement à la mise en œuvre du procédé de détermination des poids de précodage lui-même, grâce à une phase d’entraînement telle que décrite ultérieurement dans un procédé préliminaire.
De manière plus explicite, la première couche 23 de la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels N N reçoit en entrée les données intermédiaires Int de dimensions 2R. Les nœuds formant la première couche 23 appliquent une fonction de type redresseur puis réalisent la multiplication du résultat obtenu par une matrice A1 de dimensions Mx2R. Des données Int1 , de dimension M, sont donc obtenues en sortie de la première couche 23.
Ces données Int1 sont ensuite fournies en entrée de la deuxième couche 24. Les nœuds formant la deuxième couche 24 appliquent une fonction de type redresseur puis réalisent la multiplication du résultat obtenu par une matrice A2 de dimensions MxM. Des données Int2, de dimension M, sont donc obtenues en sortie de la deuxième couche 24.
Ces données Int2 sont ensuite fournies en entrée de la troisième couche 25. Les nœuds formant la troisième couche 25 appliquent une fonction de type redresseur puis réalisent la multiplication du résultat obtenu par une matrice A3 de dimensions MxM. Des données Int3, de dimension M, sont donc obtenues en sortie de la troisième couche 25.
Enfin, ces données Int3 sont fournies en entrée de la quatrième couche 26. Les nœuds formant la troisième couche 26 appliquent une fonction de type redresseur puis réalisent la multiplication du résultat obtenu par une matrice A4 de dimensions 2NxM. Les poids de précodage w, de dimension 2N, sont obtenus en sortie de la quatrième couche 26.
La deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN fournit donc en sortie les poids de précodage w qui se présentent par exemple sous la forme d’un vecteur de dimension 2N (N étant le nombre d’antennes). Plus particulièrement, la deuxième partie 22 fournit une décomposition en parties réelle et imaginaire des poids de précodage w.
La figure 4 est un logigramme représentant un exemple de procédé de détermination Det de poids de précodage mis en œuvre dans le contexte décrit précédemment.
Préalablement à la mise en œuvre du procédé, un procédé préliminaire est mis en œuvre afin de réaliser un entraînement du réseau de neurones NN. Plus particulièrement ce procédé préliminaire permet un entraînement de la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN car, comme indiqué précédemment, la première partie 20 du réseau de neurones artificiels NN est fixe.
En pratique, ce procédé préliminaire permet de déterminer les coefficients de pondération de la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN.
Ce procédé préliminaire comprend une première étape d’initialisation des coefficients de pondération de la deuxième partie 22 à des valeurs initiales. Ces valeurs initiales sont par exemple des valeurs aléatoires.
Ensuite, le processeur 7 de l’unité de commande reçoit des ensembles de données initiales représentant le vecteur h caractérisant le canal de communication et le vecteur position I associé. Le processeur 7 reçoit ici autant d’ensembles de données initiales {h, 1} qu’il y a d’antennes (par exemple N ici). La partie des données initiales concernant le vecteur h sont par exemple ici obtenues de manière classique sur la base de signaux pilotes envoyés et de méthodes d’estimation de canal. Elles sont par exemple déterminées en amont de la mise en œuvre du procédé préliminaire.
Le procédé préliminaire comprend enfin l’étape d’entraînement du réseau de neurones artificiels NN. Comme indiqué précédemment, cette étape correspond à l’entraînement de la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN.
Lors de cette étape d’entraînement, le réseau de neurones artificiels NN reçoit en entrée (donc en entrée de la première partie 20) les différents ensembles de données initiales {h, 1} et ajuste les coefficients de pondération de la deuxième partie 22 afin d’obtenir les poids de précodage correspondant respectivement à chacun des couples formés par le vecteur h et le vecteur position I de l’ensemble de données initiales concerné. Les ensembles de données initiales {h, 1} représentent alors un canal de communication d’entraînement et la position associée. En pratique, cette étape d’entraînement repose sur la minimisation d’une fonction de coût CF. Cette fonction de coût CF dépend du vecteur de position I et du vecteur h.
La fonction de coût CF est par exemple définie par l’expression suivante :
[Math. 2]
Figure imgf000014_0001
avec {hi, h} le couple de données initiales associé à l’antenne i, Ne le nombre de canaux de communication, P(h) la valeur produite en sortie du réseau de neurones artificiels NN lorsque le vecteur position li est appliqué en entrée de ce même réseau de neurones artificiels NN pendant la phase d’entraînement, la notation ||x||2 correspondant à la norme euclidienne du vecteur x, |a| le module du nombre complexe a et ,.H l’opérateur "transposé conjugué".
Cette fonction de coût permet de quantifier le désalignement entre les poids de précodage obtenus à l’issue de l’étape d’entraînement (à partir des données initiales) et le canal de communication connu (issu des données initiales). En d’autres termes, cette fonction de coût permet de quantifier le désalignement entre les poids de précodage et le canal de communication d’entraînement.
Ainsi, si la fonction de coût est proche de 0, les poids de précodage et le canal de communication d’entraînement sont parfaitement alignés. En revanche, si la fonction de coût présente une valeur proche de 2, cela signifie que les poids de précodage et le canal de communication d’entraînement sont orthogonaux (et dans ce cas, aucune transmission de signal n’est possible).
Finalement, les coefficients de pondération sont modifiés de manière à minimiser la fonction de coût, par exemple au cours de plusieurs itérations, jusqu’à obtenir les coefficients de pondération optimaux qui minimise effectivement la fonction de coût CF. Ces coefficients de pondération optimaux sont utilisés ensuite dans le procédé de détermination Det de poids de précodage décrit ci-après.
Le procédé de détermination Det des poids de précodage w est donc mis en œuvre à la suite du procédé préliminaire.
Comme le montre la figure 4, le procédé de détermination Det débute à l’étape E2 lors de laquelle l’unité de commande 6 reçoit le vecteur de position I. A l’étape E4, le vecteur de position I reçu est appliqué en entrée du réseau de neurones artificiels NN, et plus particulièrement en entrée de la première partie 20 du réseau de neurones artificiels NN.
Cette première partie 20 fournit alors en sortie les données intermédiaires Int (étape E6).
Comme cela est représenté sur la figure 4, le procédé de détermination Det se poursuit à l’étape E8. Lors de cette étape, les données intermédiaires Int sont fournies en entrée de la deuxième partie 22 du réseau de neurones artificiels NN.
Le procédé comprend alors l’étape E10 de détermination des poids de précodage w. Ces poids de précodage w sont alors obtenus en sortie de la deuxième partie 22 (et donc en sortie du réseau de neurones artificiels NN).
Grâce à l’utilisation de la structure du réseau de neurones artificiels en deux parties et aux spécificités de ces deux parties, les poids de précodage sont obtenus à partir du vecteur de position du terminal de communication, quelle que soit sa position initiale. Cette méthode est particulièrement avantageuse dans le cas où le terminal de communication ne se situe pas dans une ligne de vue directe des stations de base du système de communication.
L’invention concerne également un procédé d’émission Emi de données précodées. Ce procédé d’émission Emi fait suite au procédé de détermination des poids de précodage décrit précédemment. La figure 5 représente, sous forme de logigramme, un exemple de procédé d’émission mis en œuvre selon l’invention.
Le procédé d’émission Emi comprend tout d’abord une étape de détermination de poids de précodage selon le procédé de détermination Det décrit précédemment. Des poids de précodage w sont donc obtenus à l’issue de cette étape.
Le procédé d’émission Emi comprend ensuite une étape E20. Lors de cette étape, l’unité de commande 6 utilise les poids de précodage obtenus afin de précoder les données à transmettre. Plus particulièrement, les poids de précodage sont appliqués à chacune des antennes de transmission afin de déterminer des données précodées à transmettre dans le système de communication. L’unité de commande 6 génère donc, au moyen des poids de précodage, ces données précodées. Enfin, le procédé d’émission Emi comprend une étape E22 d’émission des données précodées obtenues. Ces données précodées sont par exemple émises par les antennes à destination du terminal de communication 4.

Claims

Revendications
1. Procédé de détermination de poids de précodage (w) à partir d’un vecteur de position (I) représentant la position d’un terminal de communication (4) compris dans un système de communication, ledit procédé étant mis en œuvre au moyen d’un réseau de neurones artificiels (NN), le procédé comprenant une étape (E10) de détermination des poids de précodage (w) au moyen du réseau de neurones artificiels (NN) recevant en entrée le vecteur de position (I) et fournissant en sortie les poids de précodage (w).
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel le réseau de neurones artificiels (NN) est mis en œuvre en utilisant une pluralité de vecteurs de fréquence, chaque vecteur de fréquence comprenant des composantes de fréquence, les composantes de fréquences des vecteurs de fréquence de ladite pluralité étant réparties selon une distribution prédéterminée, le procédé comprenant également une étape (E4) d’application du vecteur de position (I) en entrée d’une première partie (20) du réseau de neurones artificiels (NN), de manière à produire en sortie de ladite première partie (20) des données intermédiaires (Int), lesdites données intermédiaires (Int) étant respectivement obtenues, pour les vecteurs de fréquence de la pluralité, par application d’une fonction trigonométrique au résultat d’un produit scalaire entre le vecteur de position (I) et le vecteur de fréquence concerné.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel l’étape (E10) de détermination des poids de précodage (w) est mise en œuvre au moyen d’une deuxième partie (22) du réseau de neurones artificiels (NN) recevant en entrée les données intermédiaires (Int) et fournissant en sortie les poids de précodage (w).
4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les composantes de fréquence sont distribuées aléatoirement au sein d’une plage de fréquences spatiales selon une loi normale.
5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant, préalablement à l’étape d’application (E4), une étape d’entraînement du réseau de neurones artificiels (NN) de manière à déterminer des deuxièmes coefficients de pondération respectivement associés à des nœuds de la deuxième partie (22) du réseau de neurones artificiels (NN).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel, lors de l’étape d’entraînement, la détermination des deuxièmes coefficients de pondération est basée sur la minimisation d’une fonction de coût dépendant du vecteur de position (I) et d’une donnée (h) caractérisant la transmission au travers de canaux de communication (Ci, Ci, Cj, CN) compris dans le système de communication.
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, comprenant, préalablement à l’étape d’entraînement, une étape d’initialisation des deuxièmes coefficients de pondération à des valeurs aléatoires.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel la deuxième partie (22) du réseau de neurones artificiels (NN) comprend des fonctions d’activation de type redresseur.
9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel la deuxième partie (22) du réseau de neurones artificiels (NN) est un perceptron multicouche.
10. Procédé d’émission comprenant :
- une étape (E10) de détermination des poids de précodage par la mise en œuvre d’un procédé de détermination selon l’une quelconque des revendications 1 à 9,
- une étape (E20) de précodage de données à transmettre au moyen des poids de précodage (w) déterminés, et
- une étape (E22) d’émission des données précodées.
11. Dispositif de détermination (10) de poids de précodage à partir d’un vecteur de position (I) représentant la position d’un terminal de communication (4) compris dans un système de communication, le dispositif étant conçu pour déterminer des poids de précodage (w) au moyen du réseau de neurones artificiels (NN) recevant en entrée le vecteur de position (I) et fournissant en sortie les poids de précodage (w).
12. Dispositif de détermination (10) selon la revendication 11 , dans lequel le réseau de neurones artificiels (NN) étant conçu pour utiliser une pluralité de vecteurs de fréquence, chaque vecteur de fréquence comprenant des composantes de fréquence, les composantes de fréquences des vecteurs de fréquence de ladite pluralité étant réparties selon une distribution prédéterminée, le dispositif (10) comprend également :
- un module d’application (13) du vecteur de position (I) en entrée d’une première partie (20) du réseau de neurones artificiels (NN), de manière à produire en sortie de ladite première partie (20) des données intermédiaires (Int), lesdites données intermédiaires (Int) étant respectivement obtenues, pour les vecteurs de fréquence de la pluralité, par application d’une fonction trigonométrique au résultat d’un produit scalaire entre le vecteur de position (I) et le vecteur de fréquence concerné, et
- un module (15) de mise en œuvre du réseau de neurones artificiels (NN) de manière à déterminer des poids de précodage (w) au moyen d’une deuxième partie (22) du réseau de neurones artificiels (NN) recevant en entrée les données intermédiaires (Int) et fournissant en sortie les poids de précodage (w).
13. Dispositif d’émission (12) comprenant :
- un dispositif de détermination (10) des poids de précodage selon la revendication 11 ou 12,
- un module (17) de précodage de données à transmettre au moyen des poids de précodage (w) déterminés, et
- un module d’émission (19) des données précodées.
14. Programme d’ordinateur comprenant des instructions exécutables par un processeur (7) et conçues pour mettre en œuvre un procédé selon l’une des revendications 1 à 10 lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur (7).
PCT/EP2022/084652 2021-12-16 2022-12-06 Procédé et dispositif de détermination de poids de précodage, et programme d'ordinateur associé WO2023110550A1 (fr)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190097712A1 (en) * 2016-04-18 2019-03-28 Intel Corporation Selection of beamforming directions based on learned performance
US20200374863A1 (en) * 2019-05-24 2020-11-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Location-based beam prediction using machine learning

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190097712A1 (en) * 2016-04-18 2019-03-28 Intel Corporation Selection of beamforming directions based on learned performance
US20200374863A1 (en) * 2019-05-24 2020-11-26 Huawei Technologies Co., Ltd. Location-based beam prediction using machine learning

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARZETTA, T. L.: "Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas", IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, vol. 9, no. 11, 2010, pages 3590 - 3600, XP011319544
MATTHEW TANCIK ET AL: "Fourier Features Let Networks Learn High Frequency Functions in Low Dimensional Domains", ARXIV.ORG, CORNELL UNIVERSITY LIBRARY, 201 OLIN LIBRARY CORNELL UNIVERSITY ITHACA, NY 14853, 18 June 2020 (2020-06-18), XP081698769 *
R. MAIBERGERD. EZRIM. ERLIHSON: "Location based beamforming", 2010 IEEE 26-TH CONVENTION OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS IN ISRAEL, 2010, pages 000184 - 000187

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