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数字孪生辅助的大规模 MIMO:CSI 压缩与反馈

信息论 2024-03-04 v2 信号处理 math.IT

摘要

深度学习 (DL) 方法在压缩和重构信道状态信息 (CSI) 以及降低大规模 MIMO 系统中的 CSI 反馈开销方面已展现出高性能。然而,DL 方法面临的一个关键挑战是对大量训练数据的需求。收集这些真实世界的 CSI 数据会产生巨大的开销,阻碍了 DL 方法扩展到大量通信站点。为应对这一挑战,我们提出了一种利用特定站点的\textit{数字孪生}来辅助 DL 模型训练的新方向。所提出的数字孪生方法基于电磁 (EM) 3D 模型和射线追踪生成特定站点的合成 CSI 数据,随后可用于训练 DL 模型而无需收集真实世界数据。为进一步提升性能,我们采用在线数据选择策略,利用少量真实世界 CSI 数据集优化 DL 模型的训练。结果表明,仅在数字孪生数据上训练的 DL 模型在真实世界部署测试中也能实现高性能。此外,利用域自适应技术,所提出的方法仅需数量级更少的真实世界数据,即可达到完全在真实世界 CSI 数据集上训练的模型的性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.19434,
  title  = {Digital Twin Aided Massive MIMO: CSI Compression and Feedback},
  author = {Shuaifeng Jiang and Ahmed Alkhateeb},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.19434},
  year   = {2024}
}

备注

Accepted in ICC 2024. Dataset and code files will be available soon on the DeepMIMO website https://www.deepmimo.net/