Energieeffizienter BackCom-unterstützter Hybrid-NOMA-Uplink-Übertragung für Ambient-IoT

Khái niệm cốt lõi

Ein neues BackCom-unterstütztes Hybrid-NOMA-Uplink-Übertragungsschema wird entwickelt, das eine allgemeine Mehrfachzugriffsrahmenstruktur von konventionellem OMA und reinem NOMA darstellt. Durch die Entwicklung analytischer Ergebnisse für den Zwei-Nutzer-Sonderfall werden die Schlüsselmerkmale des BackCom-unterstützten Hybrid-NOMA und seine Unterschiede zum herkömmlichen Hybrid-NOMA aufgezeigt. Für das allgemeine Mehrnutzer-Szenario werden zwei Algorithmen entwickelt, um unterschiedliche Kompromisse zwischen Systemleistung und Komplexität zu realisieren.

Tóm tắt

Der Artikel befasst sich mit der Entwicklung eines neuen BackCom-unterstützten Hybrid-NOMA-Uplink-Übertragungsschemas für Ambient-IoT-Anwendungen.
Zunächst wird das System-Modell beschrieben, das aus einem TDMA-basierten Legacy-Netzwerk besteht, in dem BackCom-unterstütztes Hybrid-NOMA als Add-on implementiert wird. Dabei nutzen die Nutzer die Signale anderer Nutzer als Träger, um ihre eigenen Informationen zu übertragen. Ein Leistungsminimierungsproblem wird formuliert, um den Gesamtenergieverbrauch zu minimieren.
Für den Zwei-Nutzer-Sonderfall werden analytische Ergebnisse entwickelt, um die Schlüsselmerkmale des BackCom-unterstützten Hybrid-NOMA und seine Unterschiede zum herkömmlichen Hybrid-NOMA aufzuzeigen. Es wird gezeigt, dass reines OMA nie optimal sein kann und reines NOMA durchaus optimal sein kann, was im Gegensatz zu herkömmlichem Hybrid-NOMA steht.
Für das allgemeine Mehrnutzer-Szenario werden zwei Algorithmen entwickelt: Ein auf dem Branch-and-Bound-Prinzip basierender Algorithmus, der die optimale Lösung liefert, und ein auf sukzessiver konvexer Approximation basierender Algorithmus, der einen Kompromiss zwischen Leistung und Komplexität bietet.
Die numerischen Ergebnisse zeigen, dass das BackCom-unterstützte Hybrid-NOMA eine deutliche Leistungssteigerung gegenüber OMA erzielt, insbesondere bei hohen Zieldatenraten. Außerdem wird die Genauigkeit der entwickelten analytischen Ergebnisse verifiziert.

Thống kê

Die Verwendung von Hybrid-NOMA kann den Energieverbrauch von OMA deutlich reduzieren, insbesondere bei hohen Zieldatenraten.
Je kleiner der Clusterradius ru ist, desto größer ist der Leistungsunterschied zwischen OMA und Hybrid-NOMA.
Mit zunehmender Anzahl der Nutzer M wächst der Leistungsunterschied zwischen OMA und Hybrid-NOMA.

Trích dẫn

"Hybrid-NOMA kann die Spektrumseffizienz deutlich steigern, indem der knappe Bandbreitenressourcen effizient unter mehreren Nutzern aufgeteilt werden, anstatt von einem einzelnen Nutzer belegt zu werden."
"Die Verwendung von BackCom ermöglicht eine 'batterie-lose' Übertragung, bei der die zusätzlichen NOMA-Übertragungen keine zusätzliche Energie der Nutzer verbrauchen."

Thông tin chi tiết chính được chắt lọc từ

BackCom Assisted Hybrid NOMA Uplink Transmission for Ambient IoT

by Zhiguo Ding lúc arxiv.org 03-26-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.16498.pdf

Yêu cầu sâu hơn

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