具有非理想信道状态信息的 OFDM 系统中的空中计算
信号处理
2023-07-12 v1 人工智能
摘要
本文研究了在具有非理想信道状态信息(CSI)的正交频分复用(OFDM)系统中的空中计算(AirComp),其中多个单天线无线设备(WDs)同时向多天线接入点(AP)发送未编码信号,以在多个子载波上实现分布式函数计算。具体而言,我们考虑具有尽力而为和误差受限计算任务的两种场景,其目标分别为最小化多个子载波上的平均计算均方误差(MSE)和计算中断概率。为此,我们在各 WD 的最大发射功率约束下,联合优化 WD 处的发射系数与 AP 处在各子载波上的接收波束赋形向量。首先,针对 AP 处具有单接收天线的特殊情况,我们利用拉格朗日对偶方法给出了两个问题的半闭式全局最优解。结果表明,在每个子载波上,用于最小化平均 MSE 的 WD 优化功率控制策略遵循正则化信道求逆结构,而用于最小化计算中断概率的策略遵循开关式正则化信道求逆,其正则化依赖于发射功率预算与信道估计误差。接着,针对 AP 处具有多接收天线的一般情况,我们提出了基于交替优化与凸优化的高效算法,以求得两个问题收敛的解。
引用
@article{arxiv.2307.05357,
title = {Over-the-Air Computation in OFDM Systems with Imperfect Channel State Information},
author = {Yilong Chen and Huijun Xing and Jie Xu and Lexi Xu and Shuguang Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05357},
year = {2023}
}
备注
13 pages, 6 figures