硬件精度约束下QUBO形式化MIMO检测的性能
信息论
2026-05-13 v1 新兴技术
math.IT
摘要
多输入多输出（MIMO）系统的演进需要高效的检测算法来克服最优最大似然检测的指数级计算复杂度。将MIMO检测重新表述为二次无约束二值优化（QUBO）问题，使得能够使用高度并行、受物理启发、硬件加速的求解器和非冯·诺依曼架构。然而，将连续值的QUBO系数嵌入硬件会因有限精度而引入量化噪声，这可能严重降低检测精度。本文对MIMO检测中有限精度、硬件加速的QUBO求解器的性能影响进行了严格分析。我们解析推导了QUBO矩阵元素的概率分布函数，并引入了基于瞬时信道状态信息或其统计特征的新型同质和异质量化方案。我们进一步推导了在量化后保持最优解所需精度的充分条件。跨各种MIMO系统规模和调制阶数（高达256-QAM）的大量数值实验表明，异质量化使用比同质方法少得多的比特数，就能匹配全精度基线的误比特率。我们提供了选择最优量化策略的硬件感知指南。
引用
@article{arxiv.2605.11626,
title = {Performance of QUBO-Formulated MIMO Detection Under Hardware Precision Constraints},
author = {Seyedkhashayar Hashemi and Elisabetta Valiante and Ignacio Rozada and Moslem Noori},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.11626},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 6 figures