Deep Learning Approach to Channel Sensing and Hybrid Precoding for TDD Massive MIMO Systems
Notice bibliographique
Résumé
This paper proposes a deep learning approach to channel sensing and downlink hybrid analog and digital beamforming for massive multiple-input multiple-output systems with a limited number of radio-frequency chains operating in the time-division duplex mode at millimeter frequency. The conventional downlink precoding design hinges on the two-step process of first estimating the high-dimensional channel based on the uplink pilots received through the channel sensing matrices, then designing the precoding matrices based on the estimated channel. This two-step process is, however, not necessarily optimal, especially when the pilot length is short. This paper shows that by designing the analog sensing and the downlink precoding matrices directly from the received pilots without the intermediate channel estimation step, the overall system performance can be significantly improved. Specifically, we propose a channel sensing and hybrid precoding methodology that divides the pilot phase into an analog and a digital training phase. A deep neural network is utilized in the first phase to design the uplink channel sensing and the downlink analog beamformer. Subsequently, we fix the analog beamformers and design the digital precoder based on the equivalent low-dimensional channel. A key feature of the proposed deep learning architecture is that it decomposes into parallel independent single-user DNNs so that the overall design is generalizable to systems with an arbitrary number of users. Numerical comparisons reveal that the proposed methodology requires significantly less training overhead than the channel recovery based counterparts, and can approach the performance of systems with full channel state information with relatively few pilots.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».