压缩感知下的大规模MIMO系统小型数据包上行传输新方案

"一种针对大规模MIMO系统中小数据包的新型上行链路传输方案" 在当前的无线通信环境中，智能终端频繁生成大量长度较短的数据包。传统的媒体访问控制（MAC）协议对于处理这些小数据包并不高效，因为它们可能导致服务资源的利用率低下。为了改善这种情况，本文提出了一种新颖的多址接入方案，该方案专门针对基于压缩感知（CS）的大规模多输入多输出（MIMO）系统。 大规模MIMO技术在无线通信中扮演着重要角色，它通过利用大量的天线来提高频谱效率和能量效率。然而，对于小数据包的传输，现有的MAC协议往往不能充分利用这些天线的优势。为此，该研究引入了时间域中的块编码技术，允许同时传输大量用户的数据，甚至可能超过基站接收天线的数量。这种设计克服了传统系统中用户数受限于天线数量的问题，显著提升了系统容量。 文章开发了一个块稀疏系统模型，并采用了块正交匹配追踪（BOMP）算法来恢复传输的信号。BOMP算法是一种在压缩感知框架下进行信号恢复的常用方法，它能有效地从少于信号维度的测量中重构原始信号。通过对数据恢复保障条件的分析，研究者明确了成功恢复数据的必要条件。 数值模拟结果证明，提出的方案在保持低复杂度的同时，显著提高了小数据包的传输效率和系统的整体性能。此外，该方案还能降低延迟，这对于物联网(IoT)等需要实时传输小数据的应用尤其重要。通过优化块编码策略和BOMP算法参数，系统能够在不增加过多开销的情况下，实现更高效的上行链路数据传输。 这个新的上行链路传输方案为大规模MIMO系统中小数据包的处理提供了一种创新思路，它有望在未来的5G和6G网络中发挥重要作用，特别是在物联网、车联网等需要高并发、低延迟和高能效传输的场景下。