基于不规则重复时隙 Aloha 的 MMTC 用户活跃性检测
信号处理
2023-02-22 v2 信息论
math.IT
摘要
不规则重复时隙 Aloha（IRSA）是一种用于海量机器类通信的免授权随机接入协议，其中大量用户将其数据包 sporadically 发送给基站（BS）。IRSA 是一种完全分布式的多址接入协议：在任意给定帧中，用户的少量子集即活跃用户，在随机选择的资源单元（REs）中传输其数据包的副本。BS 处解码过程的第一步是检测每帧中哪些用户是活跃的。为此，开发了一种新颖的贝叶斯用户活跃性检测（UAD）算法，其利用了用户活跃性的稀疏性以及基于 IRSA 的传输的底层结构。接下来，推导了信道估计中均方误差的 Cramer-Rao 界（CRB）。经验表明，所提 UAD 算法作为副产物获得的信道估计达到了 CRB。然后，分析了用户所实现的信干噪比，其中考虑了 UAD、信道估计误差和导频污染。通过蒙特卡洛仿真说明了这些非理想性对 IRSA 吞吐量的影响。例如，在一个有 1500 个用户且每帧 10% 用户活跃的系统中，低至 20 个符号的导频长度就足以进行准确的用户活跃性检测。相比之下，使用经典压缩感知方法进行 UAD 将需要约 346 个符号的导频长度。结果还揭示了 UAD 误差和吞吐量对诸如导频序列长度、BS 处天线数、用户数和信噪比等参数的关键依赖关系。
引用
@article{arxiv.2111.06140,
title = {User Activity Detection for Irregular Repetition Slotted Aloha based MMTC},
author = {Chirag Ramesh Srivatsa and Chandra R. Murthy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06140},
year = {2023}
}
备注
Accepted at IEEE Transactions on Signal Processing, June 2022