We propose a computationally efficient algorithm for the device activity detection problem in the multi-cell massive multi-input multi-output (MIMO) system, where the active devices transmit their signature sequences to multiple BSs in multiple cells and all the BSs cooperate to detect the active devices. The device activity detection problem has been formulated as a maximum likelihood maximization (MLE) problem in the literature. The state-of-the-art algorithm for solving the problem is the (random) coordinate descent (CD) algorithm. However, the CD algorithm fails to exploit the special sparsity structure of the solution of the device activity detection problem, i.e., most of devices are not active in each time slot. In this paper, we propose a novel active set selection strategy to accelerate the CD algorithm and propose an efficient active set CD algorithm for solving the considered problem. Specifically, at each iteration, the proposed active set CD algorithm first selects a small subset of all devices, namely the active set, which contains a few devices that contribute the most to the deviation from the first-order optimality condition of the MLE problem thus potentially can provide the most improvement to the objective function, then applies the CD algorithm to perform the detection for the devices in the active set. Simulation results show that the proposed active set CD algorithm significantly outperforms the state-of-the-art CD algorithm in terms of the computational efficiency.


翻译:我们建议对多细胞大规模多投入多输出(MIMO)系统中的设备活动探测问题进行计算效率算法,在这种系统中,活动装置向多个单元格中的多个 BS 传输其签名序列,而所有 BS 合作探测活动装置。设备活动探测问题被作为文献中的最大可能性最大化问题来拟订。解决该问题的最先进的计算法是(随机)协调下移(CD)算法。然而,CD 算法未能利用设备活动探测问题解决方案的特殊偏差结构,即大多数设备在每一个时段并不活跃。在本文件中,我们提出了新的主动选择战略,以加速CD算法,并提出了解决所考虑问题的有效主动设定的CD算法。具体地说,拟议的主动设定的CD算法首先从所有装置中选择一个小的子集,即动态集,它包含一些最有助于偏离MLE 活动探测问题第一阶的最优性条件的装置,即大多数装置并不是在每一个时段中都活动。在本文件中,我们提出了一个新的主动设定的选择战略选择策略,从而可以将最有效的CD 运算法功能应用到现在的CD 的CD 的SL 测算法结果,从而大大地显示运行测算结果的CD 。

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