Grant-free non-orthogonal multiple access (NOMA) scheme is considered as a promising candidate for the enabling of massive connectivity and reduced signalling overhead for Internet of Things (IoT) applications in massive machine-type communication (mMTC) networks. Exploiting the inherent nature of sporadic transmissions in the grant-free NOMA systems, compressed sensing based multiuser detection (CS-MUD) has been deemed as a powerful solution to user activity detection (UAD) and data detection (DD). In this paper, block coordinate descend (BCD) method is employed in CS-MUD to reduce the computational complexity. We propose two modified BCD based algorithms, called enhanced BCD (EBCD) and complexity reduction enhanced BCD (CR-EBCD), respectively. To be specific, by incorporating a novel candidate set pruning mechanism into the original BCD framework, our proposed EBCD algorithm achieves remarkable CS-MUD performance improvement. In addition, the proposed CR-EBCD algorithm further ameliorates the proposed EBCD by eliminating the redundant matrix multiplications during the iteration process. As a consequence, compared with the proposed EBCD algorithm, our proposed CR-EBCD algorithm enjoys two orders of magnitude complexity saving without any CS-MUD performance degradation, rendering it a viable solution for future mMTC scenarios. Extensive simulation results demonstrate the bound-approaching performance as well as ultra-low computational complexity.


翻译:在大规模机器型通信网络中,利用无赠款型非横向多功能访问(NOMA)机制的零星传输的固有性质,压缩基于遥感的多用户检测(CS-MUD)被认为是用户活动检测(UAD)和数据检测(DD)的有力解决方案。在本文件中,CS-MUD采用区块协调降级(BCD)方法,以减少计算复杂性。我们提议了两种基于基于BCD的修改后算法,分别称为强化BCD(EBCD)和降低复杂性的增强型BCD(CR-EBCD)。具体地说,通过将新的候选人定型运行机制纳入原始的BCD框架,我们提议的EBCD算法取得了显著的CS-MUD绩效改进。此外,拟议的CR-EBCD模拟算法通过消除重复的矩阵增量来进一步改进拟议的EBCD,从而进一步提升了拟议的EBCD的降级(BCD)方法。一个结果是,将CRMMT的绩效与任何拟议的递增级算法相对比,将C-MMA的递增性作为未来的递增级算法。

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