This paper investigates over-the-air computation (AirComp) in the context of multiple-access time-varying multipath channels. We focus on a scenario where devices with high mobility transmit their sensing data to a fusion center (FC) for averaging. To combat the time-varying channel and Doppler effect, each device adopts orthogonal time frequency space (OTFS) modulation. After signals are received by the FC, the aggregated data undergoes demodulation and estimation within the delay-Doppler domain. We leverage the mean squared error (MSE) as a metric for the computational error of OTFS-based AirComp. We then derive the optimal transmit power at each device and signal scaling factor at FC for minimizing MSE. Notably, the performance of OTFS-based AirComp is not only affected by the noise but also by the inter-symbol interference and inter-link interference arising from the multipath channel. To counteract the interference-induced computational errors, we incorporate zero-padding (ZP)-assisted OTFS into AirComp and propose algorithms for interference cancellation. Numerical results underscore the enhanced performance of ZP-assisted OTFS-based AirComp over naive OTFS-based AirComp.


翻译:本文研究了多址时变多径信道环境下的空中计算(AirComp)技术。我们聚焦于高移动性设备将其传感数据传输至融合中心进行平均计算的场景。为对抗时变信道及多普勒效应,各设备采用正交时频空间(OTFS)调制。融合中心接收信号后,在时延-多普勒域对聚合数据进行解调和估计。我们以均方误差(MSE)作为衡量OTFS空中计算误差的指标,进而推导出各设备最优发射功率与融合中心最优信号缩放因子以最小化MSE。值得注意的是,OTFS空中计算的性能不仅受噪声影响,还受多径信道引起的符号间干扰与链路间干扰制约。为抑制干扰导致的计算误差,我们将零填充(ZP)辅助的OTFS引入空中计算,并提出干扰消除算法。数值结果验证了ZP辅助OTFS空中计算相比传统OTFS空中计算的性能提升。

0
下载
关闭预览

相关内容

FC:Financial Cryptography and Data Security。 Explanation:金融密码与数据安全。 Publisher:Springer。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fc/
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2023年3月8日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
12+阅读 · 6月17日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员