面向时变信道的低复杂度 OTFS 基于 over-the-air 计算设计
信息论
2024-12-30 v2 math.IT
摘要
本文研究了基于多接入时变信道的 over-the-air 计算 (AirComp)，其中高迁移率设备将其探测数据传输至融合中心 (FC) 以进行平均。为抗击由时变信道引起的 doppler 位移，每个设备采用正交时频空间 (OTFS) 调制。我们的目标是最小化目标函数估计的均方误差 (MSE)。由于多径时变信道，OTFS 基于的 AirComp 不仅受噪声影响，还受干扰影响。具体而言，我们提出了三种方案，即 S1、S2 和 S3，用于目标函数估计。S1 直接在噪声和干扰的影响下估计目标函数。S2 通过引入零填充辅助的 OTFS 来抑制干扰。在 S3 中，我们提出了一个以矩阵形式估计函数的迭代算法。在数值结果中，我们从 MSE 和计算复杂度的角度评估了 S1、S2 和 S3 的性能，并与基准方法进行比较。具体而言，与基准方法相比，S3 在显著降低 MSE 的同时带来了更高的计算复杂度。相比之下，S2 在 MSE 和计算复杂度方面都有所降低。最后，S1 在小 SNR 条件下表现出优异的误差性能且计算复杂度更低。
引用
@article{arxiv.2405.07040,
title = {Low-Complexity OTFS-Based Over-the-Air Computation Design for Time-Varying Channels},
author = {Xinyu Huang and Henrik Hellström and Carlo Fischione},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07040},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 11 figures, accepted by IEEE Transactions on Wireless Communications. Conference version is available at arXiv:2403.11272