多用户多物联网设备共生无线电：一种面向蜂窝物联网的新型海量接入方案
信息论
2023-11-07 v1 信号处理
math.IT
摘要
共生无线电（SR）通过在物联网与蜂窝传输间形成互利关系，成为支撑蜂窝物联网（IoT）的一项有前景的技术。本文提出一种新颖的多用户多物联网设备 SR 系统，以实现蜂窝物联网中的海量接入。在所考虑系统中，基站（BS）向多个蜂窝用户发送信息，若干 IoT 设备同时通过蜂窝信号向其反向散射自身信息。蜂窝用户联合解码来自 BS 和 IoT 设备的信息。注意到 IoT 设备的反射链路可视为直连链路的信道不确定性，我们采用鲁棒设计方法来设计 BS 处的波束赋形向量。具体而言，在蜂窝传输中断概率约束与 IoT 传输和速率约束下最小化发射功率。提出了基于半定规划与凸差规划的算法来求解功率最小化问题。此外，我们考虑每个蜂窝用户关联若干相邻 IoT 设备的特殊情况，并提出了基于到达方向（DoA）的发射波束赋形设计方法。该基于 DoA 的方法仅需直连链路的 DoA 与角扩展（AS），而不需要反射链路信道的瞬时信道状态信息（CSI），从而显著降低了信道反馈开销。仿真结果验证了多用户多物联网设备 SR 系统及所提波束赋形方法的有效性。结果表明，在 AS 较小的特殊情况下，基于 DoA 的波束赋形方法取得了与基于 CSI 的方法相当的性能。
引用
@article{arxiv.2311.02837,
title = {Multi-User Multi-IoT-Device Symbiotic Radio: A Novel Massive Access Scheme for Cellular IoT},
author = {Jun Wang and Ying-Chang Liang and Sumei Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.02837},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 12 figures, Conference J. Wang and Y.-C. Liang, Transmit beamforming design for multiuser multi-IoT-device symbiotic radios, in Proc. IEEE ICC, Rome, Italy, May 2023, pp. 1-6