This paper considers the massive random access problem in MIMO quasi-static Rayleigh fading channels. Specifically, we derive achievability and converse bounds on the minimum energy-per-bit required for each active user to transmit $J$ bits with blocklength $n$ and power $P$ under a per-user probability of error (PUPE) constraint, in the cases with and without \emph{a priori} channel state information at the receiver (CSIR and no-CSI). In the case of no-CSI, we consider both the settings with and without knowing the number $K_a$ of active users. The achievability bounds rely on the design of the ``good region''. Numerical evaluation shows the gap between achievability and converse bounds is less than $2.5$ dB in the CSIR case and less than $4$ dB in the no-CSI case in most considered regimes. When the distribution of $K_a$ is known, the performance gap between the cases with and without knowing the value of $K_a$ is small. For example, in the setup with blocklength $n=1000$, payload $J=100$, error requirement $\epsilon=0.001$, and $L=128$ receive antennas, compared to the case with known $K_a$, the extra required energy-per-bit when $K_a$ is unknown and distributed as $K_a\sim\text{Binom}(K,0.4)$ is less than $0.3$ dB on the converse side and $1.1$ dB on the achievability side. The spectral efficiency grows approximately linearly with $L$ in the CSIR case, whereas the growth rate decreases with no-CSI. Moreover, we study the performance of a pilot-assisted scheme, which is suboptimal especially when $K_a$ is large. Building on non-asymptotic results, when all users are active and $J=\Theta(1)$, we obtain scaling laws as follows: when $L=\Theta \left(n^2\right)$ and $P=\Theta\left(\frac{1}{n^2}\right)$, one can reliably serve $K=\mathcal{O}(n^2)$ users with no-CSI; under mild conditions with CSIR, the PUPE requirement is satisfied if and only if $\frac{nL\ln KP}{K}=\Omega\left(1\right)$.


翻译:本文考虑了 mIMO 准 Raylei 的随机访问问题 {P2 流渠道 {P2 快速 {P2 流渠道 。 具体地说, 我们从每个活动用户传输以块长美元和电源每平方美元为单位的美元比特, 在有或没有 emph{a 前置) 情况下, 在接收器( CIR 和无 CSI ) 中, 巨大的随机访问问题 ( CIR 和无 CSI ) 。 在无 CSI 的情况下, 我们既考虑到有且不知道 $K 美元 的设置, 也没有知道活动用户的美元 美元 。 在“ 良好区域” 的设计上, 最小的能量约束值是 $- 美元 。 在 CSIR 中, 显示可实现性与反差值之间的差距小于 $- 美元 。 当知道 美元时, 当我们使用 美元 和 以 美元 美元 以 美元 和 美元 以 以 美元 以 美元 以 美元 以 以 美元 以 美元 以 美元 流 流 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 美元 以 以 以 以 以 的 以 以 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 的 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
83+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月1日
Arxiv
1+阅读 · 2022年12月1日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月1日
Arxiv
0+阅读 · 2022年11月30日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
【硬核书】矩阵代数基础,248页pdf
专知会员服务
83+阅读 · 2021年12月9日
专知会员服务
50+阅读 · 2020年12月14日
专知会员服务
123+阅读 · 2020年9月8日
专知会员服务
52+阅读 · 2020年9月7日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Workshop
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月20日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月1日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
24+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员