Leveraging quantum annealing for large MIMO processing in centralized radio access networks
Leveraging quantum annealing for large MIMO processing in centralized radio access networks
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利用量子退火在集中式无线接入网络中进行大型 MIMO 处理
DOI：
10.1145/3341302.3342072
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jamieson, Kyle
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kim, Minsung;Venturelli, Davide;Jamieson, Kyle
用户对不断增加的无线容量的需求继续超过供应，因此为了满足这一需求，新的MIMO无线物理层技术取得了重大进展。高性能的系统现在仍然不切实际，很大程度上是因为它们的算法对计算的要求非常高。为了获得最佳性能，通常需要计算量随用户数量和每个用户的数据速率呈指数级增长。因此，基站的计算能力成为限制无线容量的关键因素之一。QuAMaxis是第一个大型MIMO集中式无线接入网络设计，通过利用量子退火来解决这一问题。我们已经在2031量子比特的D-Wave 2000Q量子退火炉上实现了QuAMax，这是该领域最先进的量子退火炉。我们的实验结果评估了在真实和合成MIMO信道走线上的实现，表明在2000Q上10µs的计算时间可以在20 dB信噪比下实现48个用户，48个AP天线的BPSK通信，误码率为10-6,1,500字节帧误码率为10-4。
User demand for increasing amounts of wireless capacity continues to outpace supply, and so to meet this demand, significant progress has been made in new MIMO wireless physical layer techniques. Higher-performance systems now remain impractical largely only because their algorithms are extremely computationally demanding. For optimal performance, an amount of computation that increases at an exponential rate both with the number of users and with the data rate of each user is often required. The base station's computational capacity is thus becoming one of the key limiting factors on wireless capacity.QuAMaxis the first large MIMO centralized radio access network design to address this issue by leveraging quantum annealing on the problem. We have implemented QuAMax on the 2,031 qubit D-Wave 2000Q quantum annealer, the state-of-the-art in the field. Our experimental results evaluate that implementation on real and synthetic MIMO channel traces, showing that 10 µs of compute time on the 2000Q can enable 48 user, 48 AP antenna BPSK communication at 20 dB SNR with a bit error rate of 10-6and a 1,500 byte frame error rate of 10-4.
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通讯作者：
R. V. Nee;R. Prasad