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Enregistrement W7037955348

Fairness-oriented Joint Channel and Power Allocation for Hybrid NOMA-OMA Downlink Systems

2024· dissertation· en· W7037955348 sur OpenAlexfundno aff

Notice bibliographique

RevueMacSphere (McMaster University) · 2024
Typedissertation
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdvanced Wireless Communication Technologies
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesMcMaster University
Mots-clésTelecommunications linkBisection methodBipartite graphChannel (broadcasting)Channel allocation schemesPower (physics)Optimization problemMax-min fairnessJoint (building)
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Hybrid NOMA-OMA (HMA) systems divide users into clusters, each cluster sharing one channel using non-orthogonal multiple access (NOMA), while different clusters are assigned orthogonal channels using orthogonal multiple access (OMA). Both system efficiency and fairness are important service objectives that should be considered in the design of HMA systems. However, they have conflicting objectives. An optimization criterion that strikes a balance between fairness and system efficiency in multi-user networks is proportional fairness (PF). On the other hand, the max-min rate (MMR) criterion aims at maximizing the minimum rate to achieve the highest degree of fairness. This dissertation introduces novel algorithms for optimal power allocation (PA), channel allocation (CA), and joint power and channel allocation (JPCA) in downlink hybrid NOMA-OMA (DHMA) systems, under the PF and MMR criteria. One of the main contributions of this dissertation is a globally optimal solution to the JPCA problem for DHMA systems under the MMR criterion. To the best of our knowledge, this is the first time the problem has been solved globally optimally. The optimization problem is first converted to the problem of maximizing the user rates while ensuring equal rates across all users and next it is decomposed into PA and CA subproblems, which are solved iteratively. The PA subproblem is addressed by deriving an analytical expression of the total power as a function of the common user rate and is solved via a bisection search. The CA subproblem is converted to a bipartite graph matching problem and is solved using known algorithms. It is further proved that the proposed JPCA algorithm converges to the globally optimal solution within a finite number of iterations, which equals at most three when the power budget is sufficiently large. In addition, for the flat fading case (where the CA problem reduces to user clustering), it is proven that the generalized Best Strong user with the Best Weak user (BSBW) clustering strategy is optimal under the MMR criterion. The dissertation also addresses the JPCA problem under the sum of logarithmic rates (sum-log-rate) criterion, aligning with the PF objective for DHMA systems. To the best of our knowledge, this is the first time this problem has been addressed. The problem is decoupled into PA and CA subproblems, which are solved iteratively. For the PA subproblem, we prove that although it is not convex, strong duality holds, and the problem can be solved globally optimally by solving the KarushKuhn-Tucker (KKT) conditions. Furthermore, we propose an efficient globally optimal solution algorithm to solve the KKT conditions. When specialized to a single NOMA group, our PA algorithm is proved to be significantly faster than previous approaches. The CA subproblem is proved to be equivalent to a maximum weight matching problem in a bipartite graph, for which optimal solution algorithms are known. The proposed JPCA algorithm performs very close to the global optimum achieved by the exhaustive search (ES). For the flat fading scenario with two users per channel, we prove that the BSBW pairing strategy is optimal, and therefore, we can also obtain a globally optimal solution to the JPCA problem with the sum-log-rate criterion for this special case. The experimental results demonstrate significant improvements in the proposed JPCA solutions over benchmark DHMA schemes in both fairness and system throughput.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,809
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,011
Tête enseignante GPT0,201
Écart entre enseignants0,190 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeSans objet
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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