13、免授权大规模接入的联合活动与数据检测方案解析

免授权大规模接入的联合活动与数据检测方案解析

1. 引言

在大规模接入场景中，联合活动与数据检测（JADD）是一项关键技术挑战。以往一些基于压缩感知（CS）的免授权随机接入检测方案存在计算复杂度高和假设过于理想等固有缺陷。为实现免授权的大规模物联网接入，我们提出了一种基于信标辅助的免授权接入方案，并设计了两种基于正交近似消息传递（OAMP）的检测算法，以利用多个时隙中上行大规模接入信号的结构化稀疏性。同时，采用信道编码和连续干扰消除（SIC）来提高检测性能，并推导了算法的状态演化以进行理论性能预测。

2. 系统模型

考虑一个典型的上行免授权大规模接入场景，采用正交频分复用（OFDM）来克服时间色散信道。单天线基站（BS）为K个单天线物联网设备服务，每个OFDM符号中只有Ka（Ka ≪ K）个设备处于活动状态。

• 信号模型 ：第k个设备在第t个OFDM符号发送的数据符号xk,t属于调制星座集 = {a1, a2, · · ·, aL}。若设备在某段时间内静默，则xk,t = 0。为区分不同设备的信号，xk,t通过唯一的扩频序列sk ∈ CM×1在M个子载波上进行扩频。基站接收到的信号yt ∈ CM×1可表示为：
  [
  y_t = \sum_{k = 1}^{K} H_k s_k \alpha_{k,t} x_{k,t} + w_t
  ]
  其中，Hk = diag([h1,k, h2,k, · · ·, hM,k]T) ∈ CM×M 是第k个设备与基站之间的子信道矩阵，αk,t是二进制活动指示符，wt是加性高斯白噪声（AWGN），且wt ∼ CN(wt; 0M, σ²