MIMO系统中时延受限的免授权随机接入：分布式导频分配与功率控制

我们研究了一个具有多天线基站的时延受限免授权随机接入系统。用户随机生成具有过期截止时间的数据包，然后这些数据包从数据队列中按先进先出方式传输。为了传递一个数据包，用户需要在数据包过期之前，在随机接入阶段（无冲突地发送导频）和数据传输阶段（在信道信息不完善的情况下达到所需数据速率）都取得成功。我们开发了一种分布式的跨层策略，允许用户动态且独立地选择其导频和发射功率，以实现具有公平性考量的高有效总吞吐量。我们的策略设计涉及三个关键组成部分：1) 瞬时数据速率的代理，该代理仅依赖于宏观环境变量和传输决策，并考虑了导频碰撞和不完善的信道估计；2) 每个通信轮次内公平性的定量、瞬时度量；3) 一个基于深度学习的、具有集中式训练和分布式执行的多智能体控制框架。所提出的框架得益于一个准确、可微的目标函数用于训练，因此与无模型多智能体强化学习算法的传统应用相比，实现了更高的样本效率。通过高度动态和异构场景下的仿真验证了所提出方法的性能。