车路两端各拍一张照片:跨图路由注意力让毫米波波束对功率预测更准,最优波束对命中率提升3.15个百分点
核心概要
CiFormer把车端与路侧两张RGB图像通过跨图路由注意力互相筛选传播相关特征,在DuSen-BP3上把最优波束对选择准确率提高到72.41%,比最强基线MambaOut高3.15个百分点。
深度剖析
毫米波车路通信的波束对功率预测不再只靠链路一端的摄像头。CiFormer同时使用车端与路侧两张RGB图像,输出覆盖全部候选波束对的功率矩阵,并据此选出最优波束对。 此前的感知辅助波束预测方法主要利用车辆或基站单侧观测,只能看到传播环境的一部分,链路两端之间的相关信息没有被充分利用。 在DuSen-BP3数据集上,CiFormer的最优波束对选择准确率达到72.41%,比最强基线MambaOut的69.26%高3.15个百分点,前3波束对准确率为94.68%,比MambaOut高1.65个百分点。
两张视角差异很大的图像先各自切成窗口,每个窗口只与另一视角中最相关的少数窗口建立联系,再在窗口内部做逐token的注意力计算。 跨图路由注意力(CIRA)把BiFormer的双层路由从同一特征图内部扩展到两张图像之间,用可学习路由选出另一视角最相关的窗口,而不是对所有区域做稠密注意力。 消融实验显示,去掉跨视角交互后RMSE从5.810 dB升到6.001 dB,去掉top-k路由后升到5.922 dB,去掉语义感知偏置后升到5.893 dB,说明选择性跨视角关联对预测有贡献。
启示与展望
报道范围限于毫米波车路通信的波束对功率预测:输入是链路两端各一张RGB图像,输出是全部候选波束对的功率矩阵,并据此选出最优波束对。实验在28 GHz、两端各用均匀平面阵和七波束码本的V2I仿真环境中进行,数据集DuSen-BP3含6,965个有效样本,按7:1:2划分训练、验证与测试。作者提出该机制可推广到信道建模、波束管理和资源分配等更广的无线任务,但这些方向尚未在本文中验证。
结果来自作者构建的DuSen-BP3仿真数据集,包含六个车辆、五个基站和七条链路,尚未在真实道路测量中验证。消融显示去掉路侧视角时RMSE上升更多,说明性能对接收端信息更敏感;Grad-CAM可视化被作者用作定性支持,而非因果证据。作者也指出,跨视角交互在更广无线任务上的适用性仍属推测。
