Asignación de energía eficiente para redes celulares subyacentes de dispositivo a dispositivo full-duplex con NOMA
Autores: Zhao, Xu; Liu, Fang; Zhang, Yajing; Chen, Songchao; Gan, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Asignación de energía eficiente para redes celulares subyacentes de dispositivo a dispositivo full-duplex con NOMA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Full-duplex
Dispositivo a dispositivo
Acceso múltiple no ortogonal
Asignación de energía
Gestión de interferencias
Eficiencia energética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 48
Citaciones: Sin citaciones
Full-duplex (FD), Device-to-Device (D2D) y acceso múltiple no ortogonal (NOMA) son técnicas prometedoras de comunicación inalámbrica para mejorar la utilización de los recursos del espectro. Mientras tanto, la introducción de FD, D2D y NOMA en redes celulares es muy desafiante debido al problema de interferencia compleja. Para hacer frente a la compleja interferencia de FD D2D subyacente en redes celulares NOMA, la asignación de potencia (PA) se estudia ampliamente como una técnica eficiente de gestión de interferencias. Sin embargo, la mayoría de los trabajos de investigación anteriores sobre PA para optimizar la eficiencia energética solo consideran el marco del sistema de técnicas de combinación parcialmente conjunta de FD, D2D y NOMA, y las restricciones del problema de optimización son muy diferentes. En este documento, con el fin de mejorar aún más la eficiencia energética de un sistema, se propone un algoritmo de asignación de potencia de iteración de doble capa para eliminar la interferencia compleja. La iteración de capa externa resuelve la función objetivo fraccional no lineal basada en Dinkelbach, y la iteración de capa interna resuelve el problema de optimización no convexo basado en programación D.C. Luego, la función objetivo no convexa y no lineal se transforma en una función convexa para resolver la asignación óptima de potencia. En este enfoque, los usuarios FD D2D reutilizan el espectro con los usuarios celulares NOMA de enlace descendente. Se considera la cancelación imperfecta de la auto-interferencia (SI) en los usuarios FD D2D y la cancelación de interferencia sucesiva (SIC) en el usuario NOMA fuerte en el marco del sistema. El problema de optimización se construye para maximizar la eficiencia energética del sistema con las restricciones de SIC exitoso, requisitos de QoS, la potencia máxima de transmisión de BS y usuarios FD D2D. Los resultados numéricos demuestran que el algoritmo propuesto supera al acceso múltiple ortogonal tradicional (OMA) en cuanto a eficiencia energética con una tasa de suma del sistema más alta.
Descripción
Full-duplex (FD), Device-to-Device (D2D) y acceso múltiple no ortogonal (NOMA) son técnicas prometedoras de comunicación inalámbrica para mejorar la utilización de los recursos del espectro. Mientras tanto, la introducción de FD, D2D y NOMA en redes celulares es muy desafiante debido al problema de interferencia compleja. Para hacer frente a la compleja interferencia de FD D2D subyacente en redes celulares NOMA, la asignación de potencia (PA) se estudia ampliamente como una técnica eficiente de gestión de interferencias. Sin embargo, la mayoría de los trabajos de investigación anteriores sobre PA para optimizar la eficiencia energética solo consideran el marco del sistema de técnicas de combinación parcialmente conjunta de FD, D2D y NOMA, y las restricciones del problema de optimización son muy diferentes. En este documento, con el fin de mejorar aún más la eficiencia energética de un sistema, se propone un algoritmo de asignación de potencia de iteración de doble capa para eliminar la interferencia compleja. La iteración de capa externa resuelve la función objetivo fraccional no lineal basada en Dinkelbach, y la iteración de capa interna resuelve el problema de optimización no convexo basado en programación D.C. Luego, la función objetivo no convexa y no lineal se transforma en una función convexa para resolver la asignación óptima de potencia. En este enfoque, los usuarios FD D2D reutilizan el espectro con los usuarios celulares NOMA de enlace descendente. Se considera la cancelación imperfecta de la auto-interferencia (SI) en los usuarios FD D2D y la cancelación de interferencia sucesiva (SIC) en el usuario NOMA fuerte en el marco del sistema. El problema de optimización se construye para maximizar la eficiencia energética del sistema con las restricciones de SIC exitoso, requisitos de QoS, la potencia máxima de transmisión de BS y usuarios FD D2D. Los resultados numéricos demuestran que el algoritmo propuesto supera al acceso múltiple ortogonal tradicional (OMA) en cuanto a eficiencia energética con una tasa de suma del sistema más alta.