13、免授权大规模接入的联合活动与数据检测

免授权大规模接入的联合活动与数据检测

在物联网（IoT）飞速发展的今天，大规模设备的免授权接入成为了一个关键的研究领域。本文将深入探讨免授权大规模接入中的联合活动与数据检测（JADD）问题，并介绍一种基于信标辅助的免授权接入方案，以及相关的检测算法。

1. 引言

在大规模接入场景中，JADD 是一个重要的技术问题。与之前的联合活动检测（AUD）和信道估计（CE）问题不同，JADD 通常基于基站（BS）已获取信道状态信息（CSI）或物联网设备已进行预均衡的前提。此时，基站的主要任务是识别活跃设备并解调数据符号。

以往的一些免授权随机接入方案结合了基于压缩感知（CS）的检测器，但这些方案存在计算复杂度高和假设过于理想等固有缺陷。如果能充分利用更多的先验信息，检测性能有望进一步提升。

为了解决这些问题，我们提出了一种适用于机器类型通信（mMTC）的信标辅助时隙免授权大规模接入方案，并将 JADD 应用于正交频分复用（OFDM）系统。由于机器类型物联网设备的流量具有间歇性，基站的 JADD 问题可以被建模为一个 CS 问题，并使用正交近似消息传递（OAMP）算法来解决。此外，通过利用多个连续 OFDM 符号中上行接入信号的结构化稀疏性，采用多测量向量（MMV）CS 算法可以进一步提升性能。

然而，传统的 OAMP 算法只能处理单测量向量（SMV）CS 问题，无法解决具有结构化稀疏性的 MMV CS 问题。因此，我们提出了两种检测算法，即具有简化结构学习（SSL）和精确结构学习（ASL）的 OAMP - MMV 算法。这两种算法都利用了离散星座符号的先验知识，并采用期望最大化（EM）算法来估计稀疏比和噪声方差，以实现可靠的检测性能。即使在过载情况下，