基于协方差的大规模随机接入在大规模 MIMO 下的相变分析
信息论
2021-11-25 v2 math.IT
摘要
本文考虑一种大规模随机接入问题，其中大量零星活跃设备希望与配备大规模多输入多输出（MIMO）天线的基站（BS）通信。每个设备被预分配唯一的签名序列，基站通过检测哪些序列被传输来识别活跃设备。该设备活跃检测问题可表述为最大似然估计（MLE）问题，其中接收信号的样本协方差矩阵是充分统计量。本文的目标是刻画在大规模 MIMO 体制下，这种基于协方差的方法能够成功恢复设备活跃性的问题参数可行集。通过对 MLE 及其关联费雪信息矩阵的渐近行为分析，本文推导了费雪信息矩阵的一个充要条件，以保证当天线数趋于无穷时检测错误概率消失，并由此获得数值相变分析。该条件还从协方差匹配的角度进行了考察，将相变分析与最近导出的缩放律联系起来。进一步，我们给出了 MLE 中估计误差分布的描述，据此可准确预测设备活跃检测中的错误概率。最后，本文研究了一种联合设备活跃与数据检测的随机接入方案，并以类似方式分析其性能。
引用
@article{arxiv.2003.04175,
title = {Phase Transition Analysis for Covariance Based Massive Random Access with Massive MIMO},
author = {Zhilin Chen and Foad Sohrabi and Ya-Feng Liu and Wei Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.04175},
year = {2021}
}
备注
Accepted in IEEE Transactions on Information Theory