- Управление ресурсами для минимизации мощности передачи в RIS HetNets с помощью БПЛАПоддерживается двойным подключением(arXiv)
Автор: Ата Халили, Эхсан Мохаммади Монфард, Шаян Заргари, Мохаммад Реза. Джаван, Надер Мокари, Эдуард А. Йорсвик
Аннотация. В этом документе предлагается новый подход к повышению производительности гетерогенной сети (HetNet), поддерживаемой двойной связью (DC), путем использования нескольких беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в качестве пассивных ретрансляторов, несущих реконфигурируемые интеллектуальные поверхности. (РИС). В частности, RIS развернуты под БПЛА, называемыми БПЛА-RIS, которые работают по микроволновому (мкВт) каналу в небе, чтобы поддерживать сильную связь в пределах прямой видимости (LoS) с наземными пользователями. Макросота работает в канале мкВт на основе ортогонального множественного доступа (OMA), в то время как малые базовые станции (SBS) работают в канале миллиметрового диапазона (ммВт) на основе неортогонального множественного доступа (NOMA). Мы изучаем проблему минимизации общей мощности передачи путем совместной оптимизации траектории/скорости каждого БПЛА, фазовых сдвигов RIS, распределения поднесущих и активных формирователей луча на каждой БС. Основная проблема сильно невыпукла, и глобальное оптимальное решение неразрешимо. Чтобы справиться с этим, мы разбиваем исходную задачу на две подзадачи, то есть подзадачу, которая касается траекторий/скоростей БПЛА, фазовых сдвигов РИС и распределения поднесущих для мкВт; и подзадача проектирования активного формирования диаграммы направленности и распределения поднесущих для mmW. В частности, мы решаем первую подзадачу с помощью двойного подхода к глубокому обучению Q-Network (DQN) путем разработки распределенного алгоритма, который приводит к лучшей оценке политики. Затем мы решаем схему активного формирования луча и распределение поднесущих для mmW с помощью метода последовательного выпуклого приближения (SCA). Результаты моделирования демонстрируют эффективность предложенной схемы распределения ресурсов по сравнению с другими базовыми схемами. В частности, выявлено, что за счет развертывания БПЛА-RIS мощность передачи можно снизить на 6 дБм при сохранении аналогичного гарантированного качества обслуживания.
2.Минимизация задержки передачи за счет совместного управления питанием и кэширования в беспроводных сетях HetNet(arXiv)
Автор:Дерья Малак, Фарук В. Мутлу, Цзинкун Чжан, Эдмунд М. Йе
Аннотация: Фундаментальная проблема беспроводных гетерогенных сетей (HetNet) заключается в эффективном использовании ограниченных ресурсов передачи и хранения в условиях растущей плотности развертывания и ограничений пропускной способности транзитной связи. Чтобы устранить узкие места и снизить потребление ресурсов, мы разрабатываем оптимальные алгоритмы кэширования и управления питанием для многоскачковых беспроводных сетей HetNet. Мы формулируем совместную структуру оптимизации для минимизации средней задержки передачи в зависимости от переменных кэширования и отношения сигнал-помеха-плюс-шум (SINR), которые определяются мощностью передачи, при явном учете затрат на транзитное соединение и ограничения мощности. Используя выпуклую релаксацию и округление, мы получаем формулировку пониженной сложности (RCF) задачи совместной оптимизации, которая может обеспечить приближение с постоянным фактором к глобально оптимальному решению. Затем мы решаем RCF двумя способами: 1) попеременная оптимизация переменных мощности и кэширования с использованием двояковыпуклости и 2) совместная оптимизация управления мощностью и кэширования. Мы характеризуем необходимые (KKT) условия для оптимального решения RCF и используем строгую квазивыпуклость, чтобы показать, что точки KKT оптимальны по Парето для RCF. Затем мы разрабатываем алгоритм субградиентной проекции для совместного обновления переменных кэширования и мощности и показываем, что при соответствующих условиях алгоритм сходится с линейной скоростью к локальным минимумам RCF при общих условиях SINR. Мы подкрепляем наши аналитические выводы результатами обширных численных экспериментов.
