基于混合整数规划的海量连接稀疏信号处理方法
信号处理
2021-08-23 v1
摘要
海量连接是物联网（IoT）网络的一项关键挑战。在本文中，我们考虑一个具有多天线基站（BS）和大量单天线IoT设备的IoT网络的免调度上行传输。由于IoT设备的稀疏性，我们将联合活动检测与信道估计（JADCE）问题表述为组稀疏矩阵估计问题。尽管已提出许多算法来解决JADCE问题，但大多数基于压缩感知技术开发，得到次优解。在本文中，我们首先开发一种高效的加权 范数最小化算法，比现有的混合 范数最小化更好地逼近组稀疏性。尽管在均方误差（MSE）方面可实现增强的估计性能，但加权 范数最小化算法仍是原始组稀疏矩阵估计问题的凸松弛，产生次优解。为此，我们进一步将JADCE问题重新表述为混合整数规划（MIP）问题，可使用分支定界法求解。因此，我们能够得到JADCE问题的最优解，其可作为评估现有算法有效性的上界。此外，我们还推导了在无噪声场景下完全恢复估计矩阵所需的最小导频序列长度。仿真结果表明，所提最优算法相对于所提加权 范数算法和常规混合 范数算法具有性能增益。结果还表明，所提算法比常规算法需要更短的导频序列即可达到相同的估计性能。
引用
@article{arxiv.2108.09116,
title = {Sparse Signal Processing for Massive Connectivity via Mixed-Integer Programming},
author = {Shuang Liang and Yuanming Shi and Yong Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.09116},
year = {2021}
}
备注
IEEE/CIC ICCC 2021