大规模连接下联合活跃用户检测与信道估计的性能分析

本文研究具有突发业务的大规模连接场景中联合活跃用户检测（AUD）与信道估计（CE）问题。在此类场景下，贝叶斯框架下执行联合 AUD 与 CE 的先进方法是近似消息传递（AMP）。然而，现有基于 AMP 的联合 AUD 与 CE 理论分析只能在给定 AMP 状态演化函数固定点的情况下进行，缺乏对其相变与贝叶斯最优性的分析。本文提出一种新颖的理论框架，通过在贝叶斯最优条件下采用副本法来分析联合 AUD 与 CE 问题的性能。具体而言，我们的分析基于一个通用信道模型，该模型可退化为多种典型 MIMO 通信场景中的特定信道模型。我们的理论框架使人们能够度量基于 AMP 的联合 AUD 与 CE 的最优性与相变，并预测我们模型下相应的性能指标。为使所提理论框架具体化，我们分析了大规模随机接入文献中的两种典型场景，即各向同性信道场景与空间相关信道场景。相应地，我们的性能分析针对各向同性瑞利信道和空间相关信道情形得出了一些新颖结果。