Machine learning (ML) starts to be widely used to enhance the performance of multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) receivers. However, it is still unclear if such methods are truly competitive with respect to conventional methods in realistic scenarios and under practical constraints. In addition to enabling accurate signal reconstruction on realistic channel models, MU-MIMO receive algorithms must allow for easy adaptation to a varying number of users without the need for retraining. In contrast to existing work, we propose an ML-enhanced MU-MIMO receiver that builds on top of a conventional linear minimum mean squared error (LMMSE) architecture. It preserves the interpretability and scalability of the LMMSE receiver, while improving its accuracy in two ways. First, convolutional neural networks (CNNs) are used to compute an approximation of the second-order statistics of the channel estimation error which are required for accurate equalization. Second, a CNN-based demapper jointly processes a large number of orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) symbols and subcarriers, which allows it to compute better log likelihood ratios (LLRs) by compensating for channel aging. The resulting architecture can be used in the up- and downlink and is trained in an end-to-end manner, removing the need for hard-to-get perfect channel state information (CSI) during the training phase. Simulation results demonstrate consistent performance improvements over the baseline which are especially pronounced in high mobility scenarios.


翻译:机器学习(ML)开始被广泛用来提高多用户多投入多输出接收器(MM-MIMO)的性能。然而,尚不清楚这些方法是否真正具有在现实情景下和在实际制约下对常规方法具有竞争力;除了能够对现实频道模型进行准确信号重建外,MMIMIM接受算法,必须允许容易地适应不同用户而无需再培训的用户。与现有工作不同,我们提议在常规线性最低平均平方差(LMMSE)结构之上建立MLL-MIMO增强的MU-MIMIM接收器。它维护LMMSE接收器的可解释性和可缩放性,同时以两种方式提高它的准确性。首先,采用革命神经网络(CNN)来计算频道估计错误第二顺序的近似近度,而无需再进行再培训。第二,基于CNNDM(OFDDM)联合处理大量或多位频率调整(ODMD)符号和子容器的改进。它能够以更精确的方式对轨道进行精确的精确的升级,从而在精确的进度中进行精确的升级,从而最终对轨道进行更精确的升级,从而能够对轨道进行更好的精确评估。

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