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Pilot Domain NOMA for grant-free Massive random access in Massive MIMO Marine Communication System

China Communications 2020年第6期17卷 131-144页

作者： Yongxin Liu Ming Zhao Limin Xiao Shidong Zhou Department of Electronic Engineering Tsinghua UniversityBeijing 100084China Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology Tsinghua UniversityBeijing 100084China

We propose a pilot domain non-orthogonal multiple access(NOMA)for uplink massive devices grant-free random access scenarios in massive multiple-input multiple-output(MIMO)maritime communication *** scenarios are characterized by numerous devices with sporadic access behavior,and therefore only a subset of them are *** to massive potential devices in the network,it is infeasible to assign a unique orthogonal pilot to each device in *** such scenarios,pilot decontamination is a crucial *** this paper,the devices are randomly assigned non-orthogonal pilots which are constructed by a linear combination of some orthogonal *** show that a bipartite graph can conveniently describe the interference cancellation(IC)processes of pilot *** spectrum efficiency(SE)and low outage probability can be obtained by selecting the numbers of orthogonal pilots according to the given probability *** evaluatioDs show that the proposed pilot domain NOMA decreases the outage probability from 20%to 2 e-12 at the SE of 4 bits/s/Hz for a single device,compared to the conventional method of slotted ALOHA with 1024 antennas at the BS,or increases the spectrum efficiency from 1.2 bits/s/Hz to 4 bit/s/Hz at the outage probability of2 e-12 in contrast with the Welch bound equality(WBE)non-orthogonal pilots.

关键词： NOMA grant-free random access maritime-communication bipartite graphs density evolution

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