基于深度学习的FDD大规模MIMO系统下行CSI反馈研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jackchenz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大规模多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)技术有助于频谱效率、能量效率和系统容量的提升,已成为5G移动通信关键技术。因频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)系统具有传输能力强和前向兼容的优势,FDD是大规模MIMO系统重要的双工方式。但FDD模式面临的挑战在于用户端需要将下行信道状态信息(Channel State Information,CSI)通过上行链路反馈给基站端。随天线数和子载波数目增加,CSI反馈将消耗大量时频资源。因此,FDD大规模MIMO系统中以低开销获取下行CSI至关重要。对于FDD大规模MIMO系统,已有基于压缩感知的反馈方案可利用信道稀疏性减少反馈量,但仍存在一些局限性。首先,难以获取信道的严格稀疏表示。当路径角度没有落在采样格点上时,常用的DFT变换存在能量泄漏的现象,这将影响CSI重构算法的性能。其次,常用的凸松弛和贝叶斯学习算法计算复杂度较高,不适用于低时延场景。相比于传统迭代算法,基于深度学习的反馈方案在计算时间上有明显优势。但已有方案大多将神经网络视为一个黑盒,模型构建的可解释性差。本文提出基于模型的下行CSI反馈网络,结合压缩感知和深度学习方法,利用信道数据特征来提高下行CSI的重构效果。针对传统压缩感知算法的两点局限性,本文提出一种基于迭代展开网络的CSI反馈方案。使用迭代展开网络替代传统迭代算法,以更短的时间重构下行CSI。同时,采用稀疏自编码器获取信道严格稀疏表示,以提高下行CSI重构效果。实验结果表明,当压缩率大于1/32时所提方案优于传统压缩感知方案和已有基于深度学习的反馈方案。并且,所提方案重构速度明显优于传统基追踪算法。为进一步提高下行CSI的重构准确度,本文利用FDD上下行信道中角度、时延参数的一致性,提出一种上行CSI辅助的下行CSI重构方案。将CSI重构问题建模为加权L1范数最小化问题,根据上行CSI支撑集信息设置权重。并根据上下行信道特征,设计了一种联合稀疏自编码器学习上下行信道联合表示。实验结果表明,所提方案的重构准确度优于已有的上行CSI辅助反馈网络、以及未引入上行CSI的网络。
其他文献
随着社会经济的不断发展和人口的持续增长,无线网络中的数据总量和终端数量急剧增大,移动通信系统需要不断演进以提供更强的吞吐能力。第五代(5G)移动通信系统重点关注收发端的优化,未将无线信号的传播环境纳入优化的范畴内。由于无线信号传输环境的随机性,信号到达接收端的多条路径具有不同程度的衰减和延迟,这限制了无线通信系统能量效率和频谱效率的提升。近年来,学术界提出一种全新的智能无线电环境(Smart Ra
学位
新中国成立以来,我国开始了伟大的社会主义工业化进程,中国逐渐发展成为世界性工业大国,国家经济发展与国民生活水平显著提高,但同时产生了环境污染现象。大气污染、水资源污染等环境污染问题频发迫使人们思考生态环境与自身生存发展紧密相关,想要保护环境的心情也愈发迫切。2018年3月11日,第十三届全国人民代表大会第一次会议通过的《宪法修正案》将“生态文明”、“美丽中国”纳入宪法文本的序言之中,并在国家机构一
学位
成瘾是一种生物社会心理障碍,其主要特征是在明知道会产生消极影响的情况下仍会强迫性地参与奖赏刺激。线索反应是物质成瘾个体的一种特有反应,在接受药物相关线索刺激时会产生显著的生理和心理变化。对成瘾者线索反应的干预有助于降低渴求和复吸率。长期的成瘾行为会导致大脑的协调性发生改变,这种改变可以通过静息态脑电反映。微状态是划分静息态脑电地形图模式的一种方法。本研究调查了尼古丁成瘾者静息态脑电微状态指标与对照
学位
近年来,随着深度学习领域采用的数据集规模和深度学习模型规模的增长,深度学习技术在许多领域取得了突破性的进展,同时这也给深度学习模型的优化带来了挑战。因此,许多研究者开始研究采用分布式计算的方法对神经网络这类非凸模型进行优化。去中心化的分布式非凸优化算法受益于无中心的网络拓扑通信负载均衡的特点,成为了学术界研究的热点。尽管目前去中心化分布式非凸优化算法的研究取得了一定进展,但一个重要问题未得到解决。
学位
留置措施,作为《中华人民共和国监察法》(以下简称《监察法》)规定的调查措施之一,因其具有将被调查人员留置在特定场所的规定,被认为是对人身自由进行限制的一种措施,继而成为热点话题,曾一度作为年度反腐热词出现在大众视野。在深化国家监察体制改革的大环境下,如何有效地贯彻执行《监察法》的有关规定,如何正确的理解和适用留置措施,是对接下来能够更好地压实和提高反腐败相关工作有着重要的意义。目前,关于留置措施的
学位
运用数字信息技术发展跨境电商等贸易新业态,培育和形成国际竞争新优势,是构建开放型经济的核心议题,通过跨境电商开展国际贸易具有重要现实意义。日本跨境电商发展虽然起步晚,但增速快,在全球跨境电商市场上发挥着举足轻重的作用。日本跨境电商经历了经济内循环的准备阶段、经济外循环的起始阶段、经济内外循环的联动发展阶段后,进入经济内外循环的全面发展阶段,形成了内外循环互动下的对外贸易新增长点。本文从供需两端动态
期刊
由于跨境电商第三方平台佣金提高和平台治理风险加剧,同质化竞争等问题逐渐凸显,建设独立站成为跨境电商企业转型升级的首选。面对平台上同行的激烈竞争,企业的品牌差异化能力弱,网络营销手段单一,供应链把控能力弱,数字化运营能力不足。从降低贸易成本和提高贸易效率角度,探索独立站模式在跨境电商转型升级过程中的作用机理,从建站、用户、产品、渠道和品牌维度提出培养跨境电商品牌核心竞争力的措施,助推企业转型升级,实
期刊
随着全球的经济以及国际贸易的迅速崛起和发展,以及交通物流这一领域的快速发展,M重工企业为了使企业资源得到最优化的配置,以及不断拓展新的市场,需要配以高效的物流运输。而高效的物流运输的核心就是实现各种运输方式的有效组合和一体化,建立高效的综合物流运输系统。集装箱多式联运正是综合了多种运输方式的一种先进集装箱运输模式。通过合理的运用多式联运可以整合和灵活利用各运输方式的特点和资源,最高限度的发挥和利用
学位
在矿山地下开采工程中,溜井对矿岩的转运与贮存起着不可或缺的作用。溜井放矿时,矿岩对溜井井壁的冲击是造成溜井井壁产生变形破坏的主要原因之一,溜井井壁的稳定性严重影响着矿山的正常生产。因此,研究井壁材料在矿岩冲击下的损伤特征,有助于深入分析溜井井壁损伤、破坏的机理。以溜井溜矿段井壁为研究对象,以物理实验、数值模拟为手段,分析了矿岩冲击井壁的力学机制和能量耗散特征,揭示了溜井井壁材料在矿岩冲击下的孔隙度
学位
本文详细介绍“互联网+”视域下跨境电商国际市场营销的主要问题,通过专业的研究与调查,精准找出引发跨境电商国际市场营销问题的原因,并提出五项优化跨境电商国际市场营销发展的有效策略,其策略内容包含完善市场营销系统、强化人才队伍培养、改进物流运输体系、增加电子支付的监管及更新网络信息漏洞,从而有效增强跨境电商国际市场营销的开展效果。
期刊