電波伝搬モデリング:差別化か、深層学習か、それが問題だ
なぜ重要か: 企業や社会への影響が見込まれ、一般メディアにも波及する可能性があります。
arXiv:2509.19337v1発表形式:クロス
要約:微分可能レイ トレーシングは、近年、電波伝搬モデリングとデジタルツインにおいて現状に挑戦しています。前例のない速度と現実世界のデータからの学習能力を約束する、従来の深層学習(DL)モデルに対する現実的な代替手段を提供します。しかしながら、本番環境ネットワークでの実験的評価によって、その想定されるスケーラビリティや実際的なメリットが検証された例はまだありません。これは、移動体通信事業者(MNO)と研究コミュニティに対し、その適用可能性に関する明確な指針を与えていません。本論文では、主要MNOのネットワークから収集された、13都市以上10,000本以上のアンテナを網羅する広範な現実世界のデータを用いて、微分可能レイ トレーシングとDLモデルの両方を用いて無線カバレッジをエミュレートすることで、このギャップを埋めます。その結果、微分可能レイ トレーシングシミュレータは効率性と精度のギャップを縮小することに貢献しましたが、大規模な現実世界のデータからは一般化が困難であり、リアルタイムアプリケーションには不向きであることが示されました。対照的に、DLモデルは、都市部、郊外、地方部での展開において、微分可能レイ トレーシングシミュレータよりも高い精度と高速な適応性を示し、最大3dBの精度向上を実現しました。本実験結果は、無線エコシステムと将来の研究に直接的な影響を与える基本的な未解明問題に関するタイムリーな洞察を提供することを目的としています。
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Title (EN): Radio Propagation Modelling: To Differentiate or To Deep Learn, That Is The Question
arXiv:2509.19337v1 Announce Type: cross
Abstract: Differentiable ray tracing has recently challenged the status quo in radio propagation modelling and digital twinning. Promising unprecedented speed and the ability to learn from real-world data, it offers a real alternative to conventional deep learning (DL) models. However, no experimental evaluation on production-grade networks has yet validated its assumed scalability or practical benefits. This leaves mobile network operators (MNOs) and the research community without clear guidance on its applicability. In this paper, we fill this gap by employing both differentiable ray tracing and DL models to emulate radio coverage using extensive real-world data collected from the network of a major MNO, covering 13 cities and more than 10,000 antennas. Our results show that, while differentiable ray-tracing simulators have contributed to reducing the efficiency-accuracy gap, they struggle to generalize from real-world data at a large scale, and they remain unsuitable for real-time applications. In contrast, DL models demonstrate higher accuracy and faster adaptation than differentiable ray-tracing simulators across urban, suburban, and rural deployments, achieving accuracy gains of up to 3 dB. Our experimental results aim to provide timely insights into a fundamental open question with direct implications on the wireless ecosystem and future research.
Published: 2025-09-24 19:00 UTC