論文の概要: Attention-Aided MMSE for OFDM Channel Estimation: Learning Linear Filters with Attention
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.00452v1
- Date: Sat, 31 May 2025 08:12:04 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-06-05 01:42:09.191174
- Title: Attention-Aided MMSE for OFDM Channel Estimation: Learning Linear Filters with Attention
- Title(参考訳): OFDMチャネル推定のための注意支援MMSE:注意を伴う線形フィルタの学習
- Authors: TaeJun Ha, Chaehyun Jung, Hyeonuk Kim, Jeongwoo Park, Jeonghun Park,
- Abstract要約: 本稿では,アテンション変換器を用いて最適MMSEフィルタを学習するアテンション支援型MMSEを提案する。
A-MMSEは、チャネル推定のための単一の線形演算を通じてチャネルを推定し、推論中の非線形活性化を除去する。
提案したA-MMSEのランク適応拡張により、複雑性とチャネル推定精度の間の柔軟なトレードオフが可能になる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.919010430380476
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), accurate channel estimation is crucial. Classical signal processing based approaches, such as minimum mean-squared error (MMSE) estimation, often require second-order statistics that are difficult to obtain in practice. Recent deep neural networks based methods have been introduced to address this; yet they often suffer from high complexity. This paper proposes an Attention-aided MMSE (A-MMSE), a novel model-based DNN framework that learns the optimal MMSE filter via the Attention Transformer. Once trained, the A-MMSE estimates the channel through a single linear operation for channel estimation, eliminating nonlinear activations during inference and thus reducing computational complexity. To enhance the learning efficiency of the A-MMSE, we develop a two-stage Attention encoder, designed to effectively capture the channel correlation structure. Additionally, a rank-adaptive extension of the proposed A-MMSE allows flexible trade-offs between complexity and channel estimation accuracy. Extensive simulations with 3GPP TDL channel models demonstrate that the proposed A-MMSE consistently outperforms other baseline methods in terms of normalized MSE across a wide range of SNR conditions. In particular, the A-MMSE and its rank-adaptive extension establish a new frontier in the performance complexity trade-off, redefining the standard for practical channel estimation methods.
- Abstract(参考訳): 直交周波数分割多重化(OFDM)では,正確なチャネル推定が重要である。
最小平均二乗誤差(MMSE)推定のような古典的な信号処理に基づくアプローチでは、実際には入手が難しい2次統計を必要とすることが多い。
最近のディープニューラルネットワークベースの手法はこの問題に対処するために導入されているが、しばしば複雑さに悩まされる。
本稿では,Attention-aided MMSE (A-MMSE)を提案する。
訓練後、A-MMSEは、チャネル推定のための単一の線形演算を通じてチャネルを推定し、推論中の非線型活性化を排除し、計算複雑性を減少させる。
A-MMSEの学習効率を高めるために,チャネル相関構造を効果的に捕捉する2段アテンションエンコーダを開発した。
さらに、A-MMSEのランク適応拡張により、複雑性とチャネル推定精度の間の柔軟なトレードオフが可能になる。
3GPP TDLチャネルモデルを用いた大規模シミュレーションにより,提案したA-MMSEは,SNR条件の広い範囲にわたる正規化MSEにおいて,他のベースライン法よりも一貫して優れていた。
特に、A-MMSEとそのランク適応拡張は、性能複雑性トレードオフにおける新たなフロンティアを確立し、実用的なチャネル推定方法の標準を再定義する。
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