衰落信道中的多时隙空中计算
网络与互联网体系结构
2021-05-11 v2
摘要
物联网系统通常涉及独立的数据采集与处理，而当节点数量增加时，前者面临可扩展性问题。对于某些任务，仅需要数据融合的结果。此时，可通过空中计算（AirComp）将数据采集与融合一步集成，以高效方式实现整个过程。然而，其缺点在于当节点信道增益不同时会产生信号失真，在深度衰落时仅依靠发射功率控制无法很好解决。为解决此问题，本文提出一种用于衰落信道中求和估计的多时隙空中计算（MS-AirComp）框架。与常规数据采集（每节点一个时隙）和 AirComp（所有节点一个时隙）相比，MS-AirComp 是一种介于两者之间的替代策略，利用多个时隙改善信道增益从而便于功率控制。具体而言，传输被分布到多个时隙，并设定信道增益阈值用于分布式传输调度。每个节点仅传输一次信号，即在其信道增益首次超过阈值的时隙，或在其信道增益始终低于阈值的最后一个时隙。理论分析给出了衰落信道中计算误差的闭式表达，并据此求得最优参数。注意到计算误差往往以更高的发射功率为代价而降低，本文给出一种控制发射功率增长的方法。仿真证实，与现有最优方法相比，所提方法能有效降低计算误差。
引用
@article{arxiv.2010.13559,
title = {Multi-Slot Over-The-Air Computation in Fading Channels},
author = {Suhua Tang and Petar Popovski and Chao Zhang and Sadao Obana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.13559},
year = {2021}
}