10、基于AMP的联合活动与数据检测算法及SIC增强型信道编码大规模接入方案

基于AMP的联合活动与数据检测算法及SIC增强型信道编码大规模接入方案

在物联网（IoT）的大规模机器类型通信（mMTC）场景中，设备数量众多，但设备的流量行为具有间歇性，导致活动稀疏。为了解决大规模接入问题，实现有效的设备活动检测和数据检测（DADD），本文提出了一系列算法和方案。

1. 基于AMP的DADD算法基础

1.1 预备知识

物联网中设备总数庞大，但在任何给定的时隙内，只有少数设备处于活动状态。我们引入活动指示向量 $a = [a_1, a_2, …, a_K]^T \in C^{K×1}$，其中活动设备数量 $K_a = |a|_0 \ll K$，该向量具有稀疏性。同时，由于时隙接入帧结构导致的时域结构化稀疏性和调制域的结构化稀疏性（如式(5.2)所示），我们将其统称为双重结构化稀疏性。

为了利用时域的结构化稀疏性，我们将 $J$ 个连续时隙的接收信号重写为紧凑矩阵形式：
$Y = HX + W$ (5.3)
其中，$Y = [y_1, y_2, …, y_J] \in C^{N_r×J}$，$H \in C^{N_r×(KN_t)}$，$X = [\tilde{x} 1, \tilde{x}_2, …, \tilde{x}_J] \in C^{(KN_t)×J}$，$W = [w_1, w_2, …, w_J] \in C^{N_r×J}$。因此，大规模接入问题可以表述为以下优化问题：
$\min_X |Y - HX|_F^2 = \min { {\tilde{x} j} {j = 1}^J} \sum_{j = 1}^J |\ y_j - H\ti