面向超越5G海事物联网的基于NOMA的混合卫星-无人机-地面网络
信息论
2022-08-19 v3 math.IT
摘要
当前第五代(5G)网络未覆盖海域，导致海事物联网(IoT)发展困难。为应对该问题，我们通过协同使用岸基地面基站(TBS)与系留无人机(UAV)建立近岸网络。这些TBS与UAV以用户为中心的方式形成虚拟簇。在每个虚拟簇内，采用非正交多址(NOMA)以灵活纳入通常稀疏分布于广阔海洋上的各类海事IoT设备。近岸网络还与海洋卫星共享频谱。在此种基于NOMA的混合卫星-无人机-地面网络中，不同网段、不同簇以及不同用户间均会产生干扰。我们据此构建联合功率分配问题以最大化网络总和速率。与现有研究不同，我们仅使用大尺度信道状态信息(CSI)进行优化以降低系统开销。大尺度CSI通过海事IoT设备的位置信息获得。该问题为非凸且含难处理的非线性约束。我们采用极大极小优化、辅助函数法与连续凸近似技术克服这些困难，并相应提出一种迭代功率分配算法，仿真表明其可有效增强覆盖。这展示了基于NOMA的混合卫星-无人机-地面网络在海事按需覆盖方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2104.03755,
title = {NOMA-Based Hybrid Satellite-UAV-Terrestrial Networks for Beyond 5G Maritime Internet of Things},
author = {Xinran Fang and Wei Feng and Yanmin Wang and Yunfei Chen and Ning Ge and Zhiguo Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03755},
year = {2022}
}