Recent years have witnessed growing interest in the application of deep neural networks (DNNs) for receiver design, which can potentially be applied in complex environments without relying on knowledge of the channel model. However, the dynamic nature of communication channels often leads to rapid distribution shifts, which may require periodically retraining. This paper formulates a data-efficient two-stage training method that facilitates rapid online adaptation. Our training mechanism uses a predictive meta-learning scheme to train rapidly from data corresponding to both current and past channel realizations. Our method is applicable to any deep neural network (DNN)-based receiver, and does not require transmission of new pilot data for training. To illustrate the proposed approach, we study DNN-aided receivers that utilize an interpretable model-based architecture, and introduce a modular training strategy based on predictive meta-learning. We demonstrate our techniques in simulations on a synthetic linear channel, a synthetic non-linear channel, and a COST 2100 channel. Our results demonstrate that the proposed online training scheme allows receivers to outperform previous techniques based on self-supervision and joint-learning by a margin of up to 2.5 dB in coded bit error rate in rapidly-varying scenarios.


翻译:近些年来,人们日益关注深神经网络(DNN)应用于接收器设计,这种网络在不依赖频道模型知识的情况下有可能在复杂的环境中应用,但是,通信渠道的动态性质往往导致快速分布变化,可能需要定期再培训。本文制定了一种数据效率高的两阶段培训方法,便于在线快速适应。我们的培训机制使用一种预测元学习计划,根据与当前和以往实现频道数据相对应的数据进行快速培训。我们的方法适用于任何深神经网络(DNN)的接收器,不需要为培训传输新的试点数据。为了说明拟议的方法,我们研究DNNN辅助接收器,该接收器使用一种可解释的模型结构,并采用基于预测元学习的模块化培训战略。我们在合成线性通道、合成非线性通道和COST 2100频道的模拟中展示了我们的技术。我们的结果表明,拟议的在线培训计划允许接收器超越基于自我监控和联合学习的以往技术,在快速变换的版本中以2.5 dB 位位位位误差。

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