面向eMBB+与mMTC+共存的CF-mMIMO系统优化：从解析方法到GNN辅助设计
信息论
2026-05-28 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究了以终端为中心的无小区大规模MIMO（CF-mMIMO）系统中增强移动宽带+（eMBB+）与大规模机器类通信+（mMTC+）共存的上行多址接入问题。我们提出了一种非正交方案，其中低速率mMTC+传输被扩展到时频网格上，与eMBB+用户共享，从而实现高效的资源复用。在存在非完美信道状态信息的情况下，我们仅基于统计信道知识推导了两种服务可达速率的闭式表达式。对于mMTC+设备，分析中还纳入了有限块长（FBL）建模以捕捉短包传输。为支持异构服务需求，我们构建了一个功率控制问题，在满足eMBB+用户服务质量约束的前提下，最大化mMTC+设备的最小能量效率。该非凸问题通过顺序分数规划求解，同时考虑了香农和FBL两种机制。为实现实时操作，我们进一步提出了一种带有多头注意力的图神经网络（GNN）来逼近基于模型的解。训练过程中通过增广拉格朗日损失来强制执行约束满足。数值结果证明了两种数据业务的有效复用，并表明所提出的GNN算法能以显著更低的计算复杂度实现接近最优的性能。
引用
@article{arxiv.2605.27930,
title = {Optimization of CF-mMIMO Systems for the Coexistence between eMBB+ and mMTC+: From Analytical to GNN-Aided Designs},
author = {Sergi Liesegang and Lou Salaün and Chung Shue Chen and Stefano Buzzi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27930},
year = {2026}
}
备注
This work will be submitted to the IEEE for possible publication