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On Using Artificial Neural Networks for Multipath Radio Channel Estimation

Karasek, Rostislav und Gentner, Christian (2025) On Using Artificial Neural Networks for Multipath Radio Channel Estimation. In: 2025 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, PLANS 2025, Seiten 1114-1124. 2025 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), 2025-04-28 - 2025-05-01, Salt Lake City, Utah. doi: 10.1109/PLANS61210.2025.11028436. ISBN 979-833152317-6. ISSN 2153-3598.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11028436

Kurzfassung

Line spectral estimation is an important technique widely used in signal processing, e.g., radio channel param- eter estimation. However, the current machine learning-based methods for line spectral estimation are incomplete, and many problems still need to be addressed. We propose an Artificial Neural Network (ANN) architecture that can directly estimate the radio channel delay parameters, including the number of delays present in the radio channel measurements. We propose a robust noise regularization technique, which successfully mitigates the problem of ANN overfitting. Finally, we propose a novel loss function significantly improving the achievable precision of the radio channel parameter estimation. We compare our results with the theoretical limit Cramer-Rao Lower Bound (CRLB) and classical approaches such as the Space-Alternating Generalized Expectation-maximization (SAGE) and Superfast Line Spectral Estimation (SLSE). Our results show that this novel loss function enables the ANN-based delay estimator to approach the CRLB for a single delay case. The proposed method still achieves a super-resolution performance for larger model orders. The ANN- based approach can be approximately 24 times faster than the SAGE algorithm and 180 times faster than the SLSE.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/212478/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:On Using Artificial Neural Networks for Multipath Radio Channel Estimation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Karasek, RostislavRostislav.Karasek (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0666-8581NICHT SPEZIFIZIERT
Gentner, ChristianChristian.Gentner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4298-8195NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 Juni 2025
Erschienen in:2025 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium, PLANS 2025
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/PLANS61210.2025.11028436
Seitenbereich:Seiten 1114-1124
ISSN:2153-3598
ISBN:979-833152317-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Artificial Neural Network, Convolutional Neural Network, Machine Learning, Noise Regularization, Line Spectral Estimation, Radio Channel Parameter Estimation.
Veranstaltungstitel:2025 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS)
Veranstaltungsort:Salt Lake City, Utah
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:28 April 2025
Veranstaltungsende:1 Mai 2025
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - INTAS - Intelligente Ad-Hoc Sensornetzwerke
Standort: Braunschweig
Institute & Einrichtungen:Institut für Flugführung > Unbemannte Luftfahrzeugsysteme
Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Karasek, Rostislav
Hinterlegt am:03 Apr 2025 13:12
Letzte Änderung:18 Jul 2025 10:09

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