深度学习驱动的非正交多址系统联合检测与解码

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本文主要探讨了"深度学习在非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA)系统中的联合检测与解码"这一前沿课题。随着近年来深度学习技术在通信领域广泛应用,研究人员致力于利用这些技术提升系统的效率和性能。作者 Fuqiang Sun、Kai Niu 和 Chao Dong 来自中国北京邮电大学的通用无线通信国家重点实验室,他们针对NOMA系统提出了新颖的方法。 NOMA是一种允许多个用户在同一资源块上进行同时传输的技术,通过非正交编码使得接收端能够区分信号并实现多用户的高效共享。传统的多用户检测方法如Message Passing Algorithm (MPA) 和 Belief Propagation (BP) 算法可能在复杂度和性能上存在局限性。 在本文中,作者构建了一个基于深度学习的联合检测器和解码器。首先,他们将神经网络应用于MPA,通过模仿该算法的工作原理,设计神经网络结构来处理多用户检测任务。同时,他们也构建了基于BP算法的解码器,以优化信息的准确传递。这两个组件被巧妙地连接在一起,形成了一个更大的神经网络模型。 关键在于,作者并未简单地将BP和MPA的结构机械拼接,而是对各自的因子图的边赋予权重,并运用深度学习技术进行训练。这样做的目的是让网络能够自动学习和优化这些权重,从而在保持或超越传统方法的基础上,进一步提高系统在检测和解码过程中的性能。这种方法的优势在于能够适应复杂的信道条件,减少手动调优的需要,并有可能发掘出传统方法未发现的性能优化空间。 相比于传统的MPC多用户检测和BP解码策略,深度学习联合检测与解码方法展示了显著的优势,包括降低计算复杂性、增强抗干扰能力以及可能的性能提升。这项研究对于推动NOMA系统在5G和未来通信网络中的实际应用具有重要意义,预示着深度学习在无线通信领域的深度集成和创新可能成为一种趋势。