有限载荷与衰落下多用户MAC的基本极限

考虑一个（多址）无线通信系统，其中用户通过共享频谱的无线链路连接到唯一基站。每个用户有固定数目$k$的比特要发送给基站，且其信号被随机信道增益（准静态衰落）衰减。本文考虑Chen-Chen-Guo'2017的多用户渐近情形，其中用户数随块长度线性增长。但不同的是，我们采用每用户错误概率（PUPE）准则（而非经典的联合错误概率准则）。在PUPE下有限每比特能量通信是可能的，且我们能够推导能量效率与频谱效率之间权衡的界。我们重申了（先前在非衰落MAC中观察到的）奇特行为：在低于临界阈值的用户密度下几乎完美的多用户干扰（MUI）消除的可能性。进一步，我们证明了标准方案如正交化（即TDMA/FDMA）和将干扰视为噪声（即无多用户检测的伪随机CDMA）的次优性。值得注意的是，此处处理的问题可视为压缩感知中支撑恢复的一种变体，其稀疏性定义异常：在每$2^k$个连续坐标的每段中有一个非零项。这将我们的问题与稀疏回归码（SPARCs）的问题等同，因此我们的结果可在长度为$2^{100}$的段的SPARCs背景下等价理解。最后，我们讨论了几乎完美MUI消除性质与副本法预测之间的关系。