5、免授权大规模接入技术在大规模 MIMO 系统中的应用与分析

免授权大规模接入技术在大规模 MIMO 系统中的应用与分析

1. 大规模 MIMO 系统中的免授权大规模接入概述

在大规模 MIMO 系统里，实现高效的大规模接入面临着诸多挑战。为了解决这些问题，研究人员探索了新的方法，利用设备的零星流量以及大规模 MIMO 信道在虚拟角域的稀疏性，显著降低了接入延迟。

具体而言，信道矩阵在空间域的空频结构稀疏性有助于提升设备活动检测（AUD）性能，而在角域的角频结构稀疏性则有利于提高信道估计（CE）性能。然而，仅利用空间域或仅利用角域信道模型的联合 AUD 和 CE 方案，无法充分发挥大规模 MIMO 系统中大规模接入的稀疏特性。基于此，提出了 Turbo - GMMV - AMP 算法，该算法通过交替基于空间域信道模型进行 AUD 和基于角域信道模型进行 CE，实现了显著的性能提升。此外，对于实际系统中活动设备数量未知的情况，提出的基于压缩感知（CS）的自适应 AUD 和 CE 方案能够调整时隙开销，实现超可靠的低延迟大规模接入。

2. 无小区大规模 MIMO 系统中的免授权大规模接入

2.1 系统背景与问题提出

由于功率受限的物联网设备通常分布在广阔区域，多个基站（BS）需要合作以提供更好的覆盖范围并节省设备的发射功率。与单 BS 场景下的大规模接入不同，多 BS 场景带来了新的大规模接入问题，如“多小区大规模接入”或“拥挤大规模 MIMO 系统的随机接入”。在传统网络架构中，每个 BS 独立运行，对分布在其自身小区内的设备进行 AUD 和 CE，并将小区间干扰视为噪声，这使得小区间干扰成为可靠大规模接入的严重限制因素。

而有前景的无小区大规模 MIMO 网络为大规模接入带