ChannelComp：一种基于通信实现计算的通用方法
信号处理
2023-10-11 v1 分布式、并行与集群计算
信息论
math.IT
摘要
空中计算（AirComp）是一种众所周知的技术，多个无线设备通过模拟幅度调制发送信号，从而在公共接收端实现其发送信号的求和。其底层物理原理是无线电波的叠加特性。由于这种叠加是模拟且基于幅度的，AirComp 自然使用模拟幅度调制。遗憾的是，这并不实用，因为当今大多数无线设备使用数字调制。由于数字通信具有诸多优势（如纠错、同步、信道状态信息获取以及广泛使用），使用数字通信将极为可取。然而，当我们使用数字调制进行 AirComp 时，一种普遍看法是无线电波的叠加特性会导致数字信号无意义的重叠。在本文中，我们突破了此类看法，提出了一种全新的数字信道计算方法，称为 ChannelComp，它可以使用数字以及模拟调制。我们提出了一个可行性优化问题，以确定通过空中计算任意函数的最优调制方式。此外，我们提出了预编码器，以适配现有的数字调制方案，用于在多址信道上计算该函数。仿真结果验证了 ChannelComp 相较于 AirComp 的优越性能，特别是对于乘积函数，计算误差改善了超过 10 dB。
引用
@article{arxiv.2310.06532,
title = {ChannelComp: A General Method for Computation by Communications},
author = {Saeed Razavikia and José Mairton Barros Da Silva Júnior and Carlo Fischione},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.06532},
year = {2023}
}