Optimización de la matriz de medición compresiva en un sistema Massive MIMO que aprovecha las redes LSTM
Autores: Pavel, Saidur R.; Zhang, Yimin D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización de la matriz de medición compresiva en un sistema Massive MIMO que aprovecha las redes LSTM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Masivo
Mimo
Tecnología
Antenas
Formación híbrida de haces
Aprendizaje profundo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 50
Citaciones: Sin citaciones
La tecnología Massive MIMO (MIMO masivo), caracterizada por el uso de un gran número de antenas, es un habilitador clave para las comunicaciones inalámbricas de próxima generación y más allá. A pesar de su potencial para un alto rendimiento, implementar un sistema Massive MIMO presenta numerosos desafíos técnicos, incluyendo la complejidad del hardware, el costo y el consumo de energía que resultan del gran número de antenas y los circuitos de extremo frontal asociados. Una solución a estos desafíos es el uso de beamforming híbrido, que divide el proceso de transmisión y recepción en dominios analógicos y digitales. Para realizar el beamforming híbrido de manera eficiente, es necesario optimizar el beamformer analógico, denominado aquí como matriz de medición compresiva (CMM), que permite la proyección de señales de alta dimensión en un espacio de baja dimensión. Sin embargo, los enfoques clásicos para optimizar el CMM son intensivos en computación y consumen mucho tiempo, lo que limita su utilidad para el procesamiento en tiempo real. En este documento, proponemos un enfoque basado en aprendizaje profundo para optimizar el CMM utilizando redes de memoria a corto y largo plazo (LSTM). Este enfoque ofrece una alta precisión con una baja complejidad, lo que lo convierte en una solución prometedora para la implementación en tiempo real de sistemas Massive MIMO.
Descripción
La tecnología Massive MIMO (MIMO masivo), caracterizada por el uso de un gran número de antenas, es un habilitador clave para las comunicaciones inalámbricas de próxima generación y más allá. A pesar de su potencial para un alto rendimiento, implementar un sistema Massive MIMO presenta numerosos desafíos técnicos, incluyendo la complejidad del hardware, el costo y el consumo de energía que resultan del gran número de antenas y los circuitos de extremo frontal asociados. Una solución a estos desafíos es el uso de beamforming híbrido, que divide el proceso de transmisión y recepción en dominios analógicos y digitales. Para realizar el beamforming híbrido de manera eficiente, es necesario optimizar el beamformer analógico, denominado aquí como matriz de medición compresiva (CMM), que permite la proyección de señales de alta dimensión en un espacio de baja dimensión. Sin embargo, los enfoques clásicos para optimizar el CMM son intensivos en computación y consumen mucho tiempo, lo que limita su utilidad para el procesamiento en tiempo real. En este documento, proponemos un enfoque basado en aprendizaje profundo para optimizar el CMM utilizando redes de memoria a corto y largo plazo (LSTM). Este enfoque ofrece una alta precisión con una baja complejidad, lo que lo convierte en una solución prometedora para la implementación en tiempo real de sistemas Massive MIMO.