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Generative Diffusion Receivers: Achieving Pilot-Efficient MIMO-OFDM Communications

delete2026-01-26
delete0
delete
OA
AI
Y
Yuzhi Yang
O
Omar Alhussein
A
Atefeh Hajijamali Arani
张
张朝阳 (Zhaoyang Zhang)
M
Mérouane Debbah
DOI:10.1109/TNSE.2026.3657967delete
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摘要

摘要

En 中文
本文聚焦于无线多输入多输出(MIMO)-正交频分复用(OFDM)接收机。传统无线接收机依赖数学建模和贝叶斯推理,在大多数领域取得了显著成功,但在表征信道矩阵方面的能力有限。神经网络(NN)在此方面展现了巨大潜力。然而,将传统推理方法与神经网络相结合存在挑战,尤其是在追踪误差进展方面。鉴于无线系统中噪声的不可避免性,对噪声更具鲁棒性的生成模型正获得越来越多的关注。本文提出采用扩散模型重新评估MIMO-OFDM接收机,这是一种常见的生成方法。通过扩散模型,我们可以有效利用信道矩阵的先验知识,并融入传统信号估计组件。具体而言,我们探索了扩散系统,并引入一种想象-筛选策略以引导去噪过程。此外,扩散模型能够使用同一神经网络适应不同噪声水平和导频方案,显著降低训练和部署成本。仿真结果表明,在每64子载波块4-6个导频密度和-4 dB至0 dB信噪比(SNR)范围内,所提出的接收机相比领先深度学习模型可将信道重构误差降低最多两倍,且在低导频条件下观察到最显著改进。此外,增大想象规模可实现性能提升,尽管计算复杂度有所增加。
Keyword:
Channel estimation
diffusion model
MIMO
OFDM
wireless receiver

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