Using a deep autoencoder (DAE) for end-to-end communication in multiple-input multiple-output (MIMO) systems is a novel concept with significant potential. DAE-aided MIMO has been shown to outperform singular-value decomposition (SVD)-based precoded MIMO in terms of bit error rate (BER). This paper proposes embedding left- and right-singular vectors of the channel matrix into DAE encoder and decoder to further improve the performance of the MIMO DAE. SVDembedded DAE largely outperforms theoretic linear precoding in terms of BER. This is remarkable since it demonstrates that DAEs have significant potential to exceed the limits of current system design by treating the communication system as a single, end-to-end optimization block. Based on the simulation results, at SNR=10dB, the proposed SVD-embedded design can achieve a BER of about $10^{-5}$ and reduce the BER at least 10 times compared with existing DAE without SVD, and up to 18 times compared with theoretical linear precoding. We attribute this to the fact that the proposed DAE can match the input and output as an adaptive modulation structure with finite alphabet input. We also observe that adding residual connections to the DAE further improves the performance.


翻译:在多投入多输出系统中,使用深自动编码器(DAE)进行端到端通信是一个具有巨大潜力的新概念。 DAE 援助的MIMO已证明在比特误差率(BER)方面,比以单值分解(SVD)为基础的预先编码的MIMO表现优于单值分解(SVD)的比特差率(BER) 。本文建议将频道矩阵的左向和右向向矢量嵌入 DAE 编码器和分解码器嵌入 DAE 的分解器,以进一步改善MIMO DAE 的性能。 SVDE 组合的DAE 基本上比BER 的线性能前线性能强。这非常显著,因为它表明DAE 通过将通信系统作为单一的、端到端的优化区块处理,具有超过当前系统设计极限的巨大潜力。 根据SNR=10dB的模拟结果, SVDE 组合式设计可以达到大约 10 5 美元 美元,并且将BER 与现有的DAE 度性线性分级结构相比至少10倍地减少了10 与SVDADADADA的升级, 和18次与SDADADADA的升级的比。

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