Massive multiple-input multiple-output (MIMO) is a key technology used in fifth-generation wireless communication networks and beyond. Recently, various MIMO signal detectors based on deep learning have been proposed. Especially, deep unfolding (DU), which involves unrolling of an existing iterative algorithm and embedding of trainable parameters, has been applied with remarkable detection performance. Although DU has a lesser number of trainable parameters than conventional deep neural networks, the computational complexities related to training and execution have been problematic because DU-based MIMO detectors usually utilize matrix inversion to improve their detection performance. In this study, we attempted to construct a DU-based trainable MIMO detector with the simplest structure. The proposed detector based on the Hubbard--Stratonovich (HS) transformation and DU is called the trainable HS (THS) detector. It requires only $O(1)$ trainable parameters and its training and execution cost is $O(n^2)$ per iteration, where $n$ is the number of transmitting antennas. Numerical results show that the detection performance of the THS detector is better than that of existing algorithms of the same complexity and close to that of a DU-based detector, which has higher training and execution costs than the THS detector.


翻译:大规模多输入多输出(MIMO)是第五代无线通信网络及未来技术中的关键组成部分。近年来,基于深度学习的各类MIMO信号检测器被广泛提出。特别是深度展开(DU)技术——通过将现有迭代算法展开并嵌入可训练参数——已展现出卓越的检测性能。尽管DU的可训练参数数量少于传统深度神经网络,但基于DU的MIMO检测器通常利用矩阵求逆来提升检测性能,导致训练与执行的计算复杂度成为突出问题。本研究尝试构建结构最简单的基于DU的可训练MIMO检测器。所提出的检测器基于Hubbard-Stratonovich(HS)变换与DU技术,称为可训练HS(THS)检测器。该检测器仅需$O(1)$个可训练参数,且每次迭代的训练与执行成本为$O(n^2)$,其中$n$为发射天线数量。数值结果表明,THS检测器的检测性能优于相同复杂度的现有算法,并接近于训练与执行成本高于THS检测器的基于DU的检测器。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
106+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2021年6月21日
Arxiv
13+阅读 · 2021年3月3日
Arxiv
13+阅读 · 2020年10月19日
VIP会员
最新内容
面向2027年及未来的海军情报改革
专知会员服务
3+阅读 · 8月5日
《无人机蜂群:释放人类-蜂群编队的潜能》
专知会员服务
4+阅读 · 8月5日
《战略战术化:一项综合性述评》
专知会员服务
2+阅读 · 8月5日
相关VIP内容
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员