論文の概要: Compression of Site-Specific Deep Neural Networks for Massive MIMO Precoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08758v1
• Date: Wed, 12 Feb 2025 20:03:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-02-14 20:05:34.985197
• Title: Compression of Site-Specific Deep Neural Networks for Massive MIMO Precoding
• Title（参考訳）: 大規模MIMOプリコーディングのためのサイト特化ディープニューラルネットワークの圧縮
• Authors: Ghazal Kasalaee, Ali Hasanzadeh Karkan, Jean-François Frigon, François Leduc-Primeau,
• Abstract要約: 本稿では,深層学習を用いたmMIMOプリコーダの計算エネルギー効率について検討する。 本稿では,混合精度量子化学習とニューラルアーキテクチャ探索を併用して,エネルギー使用量を削減するフレームワークを提案する。 この結果から,ニューラルネットワークの深部圧縮はWMMSEの35倍のエネルギー効率を持つプリコーダを同等の性能で生成することがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.8310710966636545
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The deployment of deep learning (DL) models for precoding in massive multiple-input multiple-output (mMIMO) systems is often constrained by high computational demands and energy consumption. In this paper, we investigate the compute energy efficiency of mMIMO precoders using DL-based approaches, comparing them to conventional methods such as zero forcing and weighted minimum mean square error (WMMSE). Our energy consumption model accounts for both memory access and calculation energy within DL accelerators. We propose a framework that incorporates mixed-precision quantization-aware training and neural architecture search to reduce energy usage without compromising accuracy. Using a ray-tracing dataset covering various base station sites, we analyze how site-specific conditions affect the energy efficiency of compressed models. Our results show that deep neural network compression generates precoders with up to 35 times higher energy efficiency than WMMSE at equal performance, depending on the scenario and the desired rate. These results establish a foundation and a benchmark for the development of energy-efficient DL-based mMIMO precoders.
• Abstract（参考訳）: 大規模マルチインプット・マルチアウトプット(mMIMO)システムにおけるプリコーディングのためのディープラーニング(DL)モデルの展開は、しばしば高い計算要求とエネルギー消費によって制約される。 本稿では,mMIMOプリコーダの計算エネルギー効率をDLベースの手法を用いて検討し,これをゼロ強制法や重み付き最小平均二乗誤差(WMMSE)といった従来の手法と比較する。 我々のエネルギー消費モデルは、DLアクセラレーター内のメモリアクセスと計算エネルギーの両方を考慮に入れている。 本稿では,混合精度量子化学習とニューラルアーキテクチャ探索を組み込んで,精度を損なうことなくエネルギー使用量を削減するフレームワークを提案する。 各種基地局を対象とするレイトレーシングデータセットを用いて, 圧縮モデルのエネルギー効率に及ぼすサイト固有の条件の影響を解析した。 以上の結果から,WMMSEよりも最大35倍のエネルギー効率を持つプリコーダを,シナリオと所望の速度で生成できることが示唆された。 これらの結果は、エネルギー効率の良いDLベースのmMIMOプリコーダの開発のための基盤とベンチマークを確立している。

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