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An Efficient Mapping Scheme on Neural Networks for Linear Massive MIMO Detection Un schéma de cartographie efficace sur les réseaux de neurones pour la détection MIMO massive et linéaire

Lin LI, Jianhao HU

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Résumé:

Pour les systèmes de communication massifs à entrées multiples et sorties multiples (MIMO), de simples détecteurs linéaires tels que le forçage zéro (ZF) et l'erreur quadratique moyenne minimale (MMSE) peuvent atteindre des performances de détection presque optimales avec une complexité de calcul réduite. Cependant, de tels détecteurs linéaires impliquent toujours une inversion de matrice compliquée, qui souffrira d'une surcharge de calcul élevée dans la mise en œuvre pratique. En raison du traitement parallèle massif et de l’efficacité de la mise en œuvre matérielle, le réseau neuronal est devenu une approche prometteuse du traitement du signal pour les futures communications sans fil. Dans cet article, nous proposons d'abord un réseau de neurones efficace pour calculer les pseudo-inverses pour tout type de matrices, basé sur la méthode améliorée de Newton, appelée PINN. Grâce à une analyse et une dérivation détaillées, les détecteurs massifs linéaires MIMO sont cartographiés sur des PINN, ce qui permet de tirer pleinement parti des résultats de la recherche sur les réseaux neuronaux, tant au niveau des algorithmes que du matériel. En outre, une méthode quasi-Newton améliorée de Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (L-BFGS) à mémoire limitée est étudiée en tant qu'algorithme d'apprentissage des PINN afin d'obtenir un meilleur compromis performance/complexité. Les résultats de simulation valident enfin l'efficacité du schéma proposé.

Publication
IEICE TRANSACTIONS on Fundamentals Vol.E106-A No.11 pp.1416-1423
Date de publication
2023/11/01
Publicisé
2023/05/19
ISSN en ligne
1745-1337
DOI
10.1587/transfun.2022EAP1132
Type de manuscrit
PAPER
Catégories
Traitement des signaux numériques

Auteurs

Lin LI
  Qinghai Normal University
Jianhao HU
  University of Electronic Science and Technology of China

Mots-clés

Table des matières