基于深度学习的端到端MIMO系统研究_张宇.pdf

【基于深度学习的端到端MIMO系统研究】 在无线通信领域，多输入多输出（MIMO）系统已经成为提升通信效率和系统性能的关键技术。传统的MIMO系统设计通常基于分块优化，各模块独立处理，但这种方法可能无法最大化整体系统的性能。近年来，随着深度学习的快速发展，端到端学习的概念被引入到通信系统设计中，旨在通过全局优化来改善系统性能。 端到端学习是一种模仿人类大脑神经网络结构的机器学习方法，它利用反向传播算法对整个通信链路进行联合优化，从而减少输入信号和恢复信号间的误差，增强通信的可靠性。在基于深度学习的端到端MIMO系统中，自编码器作为一种有效的神经网络架构，被用来模拟通信过程，包括编码、信道传输和解码。 自编码器是一种无监督学习模型，能够学习数据的压缩表示并重构原始输入。在MIMO通信上下文中，自编码器可以用于信号的编码和解码。二进制比特流被转换成one-hot向量，这种表示方式有利于神经网络的学习。接着，这些向量被输入到自编码器的编码器部分，其中多层神经网络模拟了传统的调制过程，将数字信号转换为适合无线传输的物理信号。 在无线信道中，信号会受到衰落、干扰等多种因素的影响。为了提高系统抗干扰能力，论文中引入了空时编码技术。空时编码能利用多个天线的并发传输来增强信号的多样性，降低错误率。将空时编码集成到自编码器通信系统中，可以进一步优化信号的传输和恢复过程，提高端到端通信的性能。 此外，论文还可能探讨了深度学习模型的训练策略，如损失函数的选择、优化器的使用以及模型参数的调整，以确保系统在各种信道条件下都能稳定工作。同时，可能还包括了实际系统中的一些挑战，如有限的计算资源、实时性需求以及如何处理非理想信道估计等问题。 这篇硕士论文深入研究了基于深度学习的端到端MIMO系统，通过将自编码器和空时编码技术相结合，提出了一种新的通信系统设计方案，旨在提升无线通信的可靠性和效率。这一研究对于推动未来通信系统的发展，尤其是在5G和6G等下一代通信网络中，有着重要的理论和实践意义。