Diseño de Transmisión Energéticamente Eficiente para Redes de UAV Asistidas por Retrodispersión NOMA con CSI Imperfecto
Autores: AlJubayrin, Saad; Al-Wesabi, Fahd N.; Alsolai, Hadeel; Duhayyim, Mesfer Al; Nour, Mohamed K.; Khan, Wali Ullah; Mahmood, Asad; Rabie, Khaled; Shongwe, Thokozani
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Diseño de Transmisión Energéticamente Eficiente para Redes de UAV Asistidas por Retrodispersión NOMA con CSI Imperfecto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Comunicación por retrodispersión ambiental
Acceso múltiple no ortogonal
Internet de las Cosas
Vehículo aéreo no tripulado
Transmisión eficiente en energía
Consumo de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La reciente combinación de comunicación por retrodispersión ambiental (ABC) con acceso múltiple no ortogonal (NOMA) ha mostrado un gran potencial para conectar el Internet de las Cosas (IoT) a gran escala en futuras redes de vehículos aéreos no tripulados (UAV). La idea básica de ABC es proporcionar transmisión sin batería al aprovechar la energía de las señales de RF existentes de WiFi, torres de televisión y estaciones base/celulares de UAV. ABC utiliza etiquetas de sensores inteligentes para modular y reflejar datos entre dispositivos inalámbricos. Por otro lado, NOMA hace posible la comunicación de más de un IoT en la misma frecuencia. En este trabajo, proporcionamos un diseño de transmisión eficiente en energía para una red de UAV asistida por ABC utilizando NOMA. Este trabajo tiene como objetivo optimizar el consumo de energía de un sistema UAV mientras se asegura la tasa de datos mínima del IoT. Específicamente, la potencia de transmisión de los UAV y el coeficiente de reflexión del sistema ABC se optimizan simultáneamente bajo la suposición de información del estado del canal (CSI) imperfecta. Debido a la interferencia co-canal entre UAV, CSI imperfecta e interferencia NOMA, el problema de optimización conjunta se formula como no convexo, lo que implica alta complejidad y dificulta la obtención de la solución óptima. Por lo tanto, primero se transforma y luego se resuelve mediante un método de subgradiente con baja complejidad. Además, también se estudia un marco convencional de UAV NOMA para comparación sin involucrar ABC. Los resultados numéricos demuestran los beneficios de utilizar ABC en una red de UAV NOMA en comparación con el marco convencional de UAV.
Descripción
La reciente combinación de comunicación por retrodispersión ambiental (ABC) con acceso múltiple no ortogonal (NOMA) ha mostrado un gran potencial para conectar el Internet de las Cosas (IoT) a gran escala en futuras redes de vehículos aéreos no tripulados (UAV). La idea básica de ABC es proporcionar transmisión sin batería al aprovechar la energía de las señales de RF existentes de WiFi, torres de televisión y estaciones base/celulares de UAV. ABC utiliza etiquetas de sensores inteligentes para modular y reflejar datos entre dispositivos inalámbricos. Por otro lado, NOMA hace posible la comunicación de más de un IoT en la misma frecuencia. En este trabajo, proporcionamos un diseño de transmisión eficiente en energía para una red de UAV asistida por ABC utilizando NOMA. Este trabajo tiene como objetivo optimizar el consumo de energía de un sistema UAV mientras se asegura la tasa de datos mínima del IoT. Específicamente, la potencia de transmisión de los UAV y el coeficiente de reflexión del sistema ABC se optimizan simultáneamente bajo la suposición de información del estado del canal (CSI) imperfecta. Debido a la interferencia co-canal entre UAV, CSI imperfecta e interferencia NOMA, el problema de optimización conjunta se formula como no convexo, lo que implica alta complejidad y dificulta la obtención de la solución óptima. Por lo tanto, primero se transforma y luego se resuelve mediante un método de subgradiente con baja complejidad. Además, también se estudia un marco convencional de UAV NOMA para comparación sin involucrar ABC. Los resultados numéricos demuestran los beneficios de utilizar ABC en una red de UAV NOMA en comparación con el marco convencional de UAV.