异步在无源多址信道中的优势
On the Advantages of Asynchrony in the Unsourced MAC
AI总结：
本文证明帧异步可提升无源多址信道性能，使线性码达到容量，并设计LDPC码实现每用户0.73比特速率。
摘要：
在这项工作中，我们展示了在随机接入问题中，缺乏同步实际上可能是有利的。具体而言，我们考虑在无源设置下的帧异步2用户二进制输入加法信道（2-UBAC）中的多址问题。先前的工作表明，在完全同步条件下，线性码在2-UBAC上可实现每用户速率受限于每信道使用0.5比特（相比之下，容量为0.75比特）。在本文中，我们首先证明用户帧之间任意小的（甚至单比特）偏移使得（随机）线性码能够达到每用户0.75比特的全部容量。此外，我们推导了不规则LDPC码的密度演化方程，并通过（集中论证）证明它们正确跟踪BP解码器的渐近误比特率。通过优化度分布，我们构造了实现每用户速率每信道使用0.73比特的LDPC码。
英文摘要：
In this work we demonstrate how a lack of synchronization can in fact be advantageous in the problem of random access. Specifically, we consider a multiple-access problem over a frame-asynchronous 2-user binary-input adder channel in the unsourced setup (2-UBAC). Previous work has shown that under perfect synchronization the per-user rates achievable with linear codes over the 2-UBAC are limited by 0.5 bit per channel use (compared to the capacity of 0.75). In this paper, we first demonstrate that arbitrary small (even single-bit) shift between the user's frames enables (random) linear codes to attain full capacity of 0.75 bit/user. Furthermore, we derive density evolution equations for irregular LDPC codes, and prove (via concentration arguments) that they correctly track the asymptotic bit-error rate of a BP decoder. Optimizing the degree distributions we construct LDPC codes achieving per-user rates of 0.73 bit per channel use.
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