中兴通讯技术2024,Vol.30Issue(1) :41-45.DOI:10.12142/ZTETJ.202401008

共享码本随机接入有限块长信息理论极限分析

Fundamental Limits of Massive Random Access with A Common Codebook and Finite Blocklength

高俊园 吴泳澎 张文军
中兴通讯技术2024,Vol.30Issue(1) :41-45.DOI:10.12142/ZTETJ.202401008

共享码本随机接入有限块长信息理论极限分析

Fundamental Limits of Massive Random Access with A Common Codebook and Finite Blocklength

高俊园 1吴泳澎 1张文军1
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作者信息

  • 1. 上海交通大学,中国 上海 200240
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摘要

超大规模机器通信(umMTC)是6G移动通信网络的典型应用场景.针对umMTC场景中的共享码本随机接入问题展开信息理论研究,在给定基站天线数、码长、用户载荷和发送功率的情况下,推导了平均每用户误差概率的非渐近可达界和逆定理.仿真结果证实了可达界和逆定理的紧致性,并且证明了当用户数低于某一门限时存在多用户干扰消除效应.基站配置多天线能够显著降低平均每用户误差概率,这对支持大量用户可靠接入具有重要意义.此外,与独立码本随机接入相比,共享码本随机接入在能效性方面更具优势.

Abstract

Ultra-massive Machine Type Communication(umMTC)is expected to be a key use case in the 6th Generation wireless networks.The information-theoretical analysis for unsourced random access in umMTC scenarios is conducted.Thenon-asymptotic achievability and converse bounds are established on the per-user probability of error for given number of receive antennas,blocklength,payload size,and transmitting power.Simulation results verify the tightness of our bounds and demonstrate that when the number of users is below a thresh-old,the multi-user interference can be almost perfectly canceled.The per-user probability of error decreases as the number of receive an-tennas increases,highlighting the crucial role of MIMO in supporting reliable access for a large number of users.Moreover,it is shown that in contrast to random access with individual codebooks,random access with a common codebook achieves higher energy efficiency.

关键词

共享码本/大规模随机接入/有限块长/可达界和逆定理

Key words

common codebook/massive random access/finite blocklength/achievability and converse bounds

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基金项目

国家重点研发计划(2018YFB1801102)

国家自然科学基金项目(62122052)

国家自然科学基金项目(62071289)

中央高校基本科研业务费专项资金项目()

高等学校学科创新引智计划(BP0719010)

上海市自然科学基金项目(22DZ2229005)

出版年

2024
中兴通讯技术
中兴通讯股份有限公司,安徽科学技术情报研究所

中兴通讯技术

CSTPCD北大核心
影响因子:1.272
ISSN:1009-6868
参考文献量11
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