To enhance the performance of massive multi-input multi-output (MIMO) detection using deep learning, prior research primarily adopts a model-driven methodology, integrating deep neural networks (DNNs) with traditional iterative detectors. Despite these efforts, achieving a purely data-driven detector has remained elusive, primarily due to the inherent complexities arising from the problem's high dimensionality. This paper introduces ChannelNet, a simple yet effective purely data-driven massive MIMO detector. ChannelNet embeds the channel matrix into the network as linear layers rather than viewing it as input, enabling scalability to massive MIMO scenarios. ChannelNet is computationally efficient and has a computational complexity of $\mathcal{O}(N_t N_r)$, where $N_t$ and $N_r$ represent the numbers of transmit and receive antennas, respectively. Despite the low computation complexity, ChannelNet demonstrates robust empirical performance, matching or surpassing state-of-the-art detectors in various scenarios. In addition, theoretical insights establish ChannelNet as a universal approximator in probability for any continuous permutation-equivariant functions. ChannelNet demonstrates that designing deep learning based massive MIMO detectors can be purely data-driven and free from the constraints posed by the conventional iterative frameworks as well as the channel and noise distribution models.


翻译:为利用深度学习提升大规模多输入多输出(Massive MIMO)检测的性能,既有研究主要采用模型驱动方法,将深度神经网络(DNN)与传统迭代检测器相结合。然而,由于问题的高维特性带来的固有复杂性,实现纯数据驱动的检测器仍难以达成。本文提出 ChannelNet,一种简洁高效的纯数据驱动 Massive MIMO 检测器。ChannelNet 将信道矩阵嵌入网络作为线性层而非将其视为输入,从而可扩展至 Massive MIMO 场景。ChannelNet 计算高效,其计算复杂度为 $\mathcal{O}(N_t N_r)$,其中 $N_t$ 和 $N_r$ 分别表示发射天线数和接收天线数。尽管计算复杂度低,ChannelNet 仍展现出稳健的实证性能,在各种场景下可匹配或超越现有最优检测器。此外,理论分析表明,ChannelNet 在概率意义上能通用逼近任意连续置换等变函数。ChannelNet 证实,基于深度学习的 Massive MIMO 检测器设计可完全采用纯数据驱动方式,不受传统迭代框架以及信道与噪声分布模型的约束。

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
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
13+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月26日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月25日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月23日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
15+阅读 · 2019年11月26日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
9+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
14+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
相关资讯
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
Single-Shot Object Detection with Enriched Semantics
统计学习与视觉计算组
14+阅读 · 2018年8月29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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月26日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月25日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月23日
Arxiv
29+阅读 · 2022年3月28日
Max-Margin Contrastive Learning
Arxiv
18+阅读 · 2021年12月21日
Arxiv
15+阅读 · 2019年11月26日
A Multi-Objective Deep Reinforcement Learning Framework
相关基金
国家自然科学基金
13+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
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+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
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员