This paper considers a generalized multiple-input multiple-output (GMIMO) with practical assumptions, such as massive antennas, practical channel coding, arbitrary input distributions, and general right-unitarily-invariant channel matrices (covering Rayleigh fading, certain ill-conditioned and correlated channel matrices). Orthogonal/vector approximate message passing (OAMP/VAMP) has been proved to be information-theoretically optimal in GMIMO, but it is limited to high complexity. Meanwhile, low-complexity memory approximate message passing (MAMP) was shown to be Bayes optimal in GMIMO, but channel coding was ignored. Therefore, how to design a low-complexity and information-theoretic optimal receiver for GMIMO is still an open issue. In this paper, we propose an information-theoretic optimal MAMP receiver for coded GMIMO, whose achievable rate analysis and optimal coding principle are provided to demonstrate its information-theoretic optimality. Specifically, state evolution (SE) for MAMP is intricately multi-dimensional because of the nature of local memory detection. To this end, a fixed-point consistency lemma is proposed to derive the simplified variational SE (VSE) for MAMP, based on which the achievable rate of MAMP is calculated, and the optimal coding principle is derived to maximize the achievable rate. Subsequently, we prove the information-theoretic optimality of MAMP. Numerical results show that the finite-length performances of MAMP with optimized LDPC codes are about 1.0 - 2.7 dB away from the associated constrained capacities. It is worth noting that MAMP can achieve the same performance as OAMP/VAMP with 0.4% of the time consumption for large-scale systems.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员