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Mejorando la comunicación ascendente en redes de comunicación con alimentación inalámbrica a través de la división de tasas de acceso múltiple y la optimización conjunta de recursos

Autores: Hameed, Iqra; Camana, Mario R.; Sejan, Mohammad Abrar Shakil; Song, Hyoung Kyu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Mejorando la comunicación ascendente en redes de comunicación con alimentación inalámbrica a través de la división de tasas de acceso múltiple y la optimización conjunta de recursos


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Redes de comunicación alimentadas de forma inalámbrica
Dispositivos de IoT con restricciones de energía
Marco de redes WPCN asistidas por RSMA
Eficiencia espectral
Equidad de usuario
Aproximación estocástica de perturbación simultánea

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las redes de comunicación alimentadas de forma inalámbrica (WPCNs) proporcionan una solución sostenible para dispositivos de IoT con restricciones energéticas al permitir la transferencia de energía inalámbrica (WET) en la bajada y la transmisión de información inalámbrica (WIT) en la subida. Sin embargo, su rendimiento a menudo se ve limitado por la interferencia en la comunicación ascendente y una asignación de recursos ineficiente. Para abordar estos desafíos, proponemos un marco de trabajo de WPCN asistido por RSMA, que optimiza los factores de división de tasa, la asignación de potencia y la división de tiempo para mejorar la eficiencia espectral y la equidad de usuario. Para resolver este problema de optimización conjunto no convexo, empleamos el algoritmo de aproximación estocástica de perturbación simultánea (SPSA), un método sin gradiente que estima eficientemente los parámetros óptimos con evaluaciones mínimas de funciones. En comparación con técnicas de optimización convencionales, SPSA proporciona un enfoque escalable y computacionalmente eficiente para la asignación de recursos en tiempo real en WPCNs asistidos por RSMA. Nuestros resultados de simulación demuestran que el marco propuesto asistido por RSMA mejora el rendimiento total en un 12.5% y aumenta la equidad en un 15-20% en comparación con esquemas de acceso múltiple convencionales. Estos hallazgos establecen a RSMA como un habilitador clave para las WPCNs de próxima generación, ofreciendo una solución escalable, resistente a interferencias y eficiente en energía para las futuras redes inalámbricas.

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