通过 OFDM 中随机子信道化实现任意负载下的单次消息传输
信息论
2023-07-19 v2 信号处理
math.IT
摘要
压缩感知在过去十年很好地推动了海量随机接入协议。在本文中，我们应用 OFDM 中使用的正交 FFT 基，但将其映像细分为所谓子信道，并让每个子信道仅承担一部分负载。以随机方式，该细分在适当数量的时隙上连续应用。在时隙内，用户不改变其子信道分配并并行发送数据。活动检测在各子信道上跨时隙联合执行。对于此类系统设计，我们推导出三个相当基本的结果：i）首先，我们证明细分可被推动到每个子信道中的活动按设计稀疏的程度。我们称之为稀疏性捕获效应。ii）其次，我们证明系统可有效承受相对于 FFT 维度的任何过载情形，即无论用户数多少，活跃和非活跃用户的检测失败可保持在任何期望阈值以下。唯一代价是延迟，即执行交叉检测的时隙数。我们通过联合探索时间和频率中测度集中效应以及谨慎的系统参数缩放实现此点。iii）第三，我们证明在活动检测的同时，活跃用户可每导频资源及时隙携带一个符号，从而支持所谓单次消息传输。证明这些结果的关键是对随机子采样 FFT 序列检测稀疏向量“整块”的新集中结果。最终，我们通过仿真表明系统可扩展，产生相比标准 OFDM 约 20 倍容量提升。
引用
@article{arxiv.2209.11056,
title = {One-Shot Messaging at Any Load Through Random Sub-Channeling in OFDM},
author = {Gerhard Wunder and Axel Flinth and Benedikt Groß},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.11056},
year = {2023}
}