从理论到现实:集成通信与计算接收机的设计框架
最优化与控制
2025-10-21 v4
摘要
我们提出了一种新颖、灵活且可扩展的集成通信与计算(ICC,又称空中计算(AirComp))接收机设计框架。具体而言,现有文献通常要么关注ICC的理论,要么关注AirComp的波束成形(BF)算法设计,而我们提出的框架旨在设计能够同时检测通信符号并提取AirComp运算输出的接收机,其方式可以:a)系统地推广到任意nomographic函数,b)扩展到大量用户设备(UE)和边缘设备(ED),以及c)支持多计算流。为便于说明,我们在一个由多个单天线UE/ED同时向单个多天线基站(BS)/接入点(AP)发送通信和计算信号的场景下演示了所提方法。该接收机旨在检测所有通信符号并最小化计算信号的失真,仅需将一部分发射功率分配给计算信号,因此接近“免费”计算的理想(但不可实现)状态,即计算不占用通信资源。该设计利用了高斯置信传播(GaBP)框架,仅依赖逐元素标量运算,因此适用于大规模场景,如模拟所示,可支持多达200根天线和200个UE/ED。我们还证明了所提方法在各种负载条件下的有效性,在欠载和满载情况下,其性能接近基本极限界。
关键词
引用
@article{arxiv.2411.02015,
title = {Robust Stochastic Optimal Control via variance penalization: Application to Energy Management Systems},
author = {Paul Malisani and Adrien Spagnol and Vivien Smis-Michel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.02015},
year = {2025}
}