多小区无线网络中基于 Reed-Muller 码的大规模接入

为海量设备提供连接是 5G 无线系统中的关键挑战。特别地，在多小区网络中存在衰落和路径损耗不确定性的情况下，开发用于活跃设备识别和消息解码的高效方法至关重要。在本文中，我们使用二阶 Reed-Muller（RM）序列设计这样一种方案。对于给定的正整数 $m$，生成一个码本，最多包含 $2^{m(m+3)/2}$ 个长度为 $2^m$ 的码字，其中每个码字是由具有二元元素的矩阵-向量对确定的唯一 RM 序列。这使得每个设备能够发送 $m(m+3)/2$ 比特的信息，其中任意数量的比特可用于表示节点身份，其余比特表示消息。总共可有最多 $2^{m(m+3)/2}$ 个设备。使用迭代算法，只要不是过多设备同时传输，接入点就能估计每个附近设备的矩阵-向量对。为提升性能，我们还描述了一种带时隙分配的增强型 RM 编码方案。我们表明，后一种算法的计算复杂度和错误性能均优于另一种最先进算法。本工作开发的设备识别和消息解码方案可作为数十亿设备免授权大规模接入的基础，每个小区中有数百个同时活跃设备。