توصيفگر ها :
وسيله هوايي بدون سرنشين , حافظه پنهان , چند ورودي-چند خروجي , بهينه‌سازي محدب
چكيده فارسي :
وسايل نقليه هوايي بدون سرنشين (پهپاد) مي‌توانند به ايستگاه‌هاي پايه زميني در تخليه ترافيك داده كمك كنند تا پوشش را بهبود بخشند و نرخ انتقال داده را افزايش دهند. با اين حال، ظرفيت زيرساخت شبكه محدود نمي‌تواند با نيازهاي روزافزون داده‌ها مقابله كند، كه حافظه پنهان براي رفع تنگناي زيرساخت شبكه معرفي شده‌است. براي رفع اين مشكل، ما بر روي يك شبكه بي‌سيم با كمك پهپاد داراي چند آنتن تمركز مي‌كنيم و هدف آن استفاده كامل از مزاياي ذخيره‌سازي بي‌سيم و تحرك‌پذيري پهپاد براي تحويل محتواي چند‌كاربره در كمترين زمان ممكن است. در اينجا يك پهپاد چند آنتني استفاده شده‌است كه مي‌تواند با دسته‌اي از كاربران تك آنتني ارتباط برقرار كرده تا يك پيوند چند آنتني چند ورودي-چند خروجي مجازي را تشكيل دهد. با در نظر گرفتن فضاي ذخيره‌سازي محدود، هدف ما اين است كه با بهينه‌سازي مشترك تخصيص كانال، مسير پروازي و توان انتقال در يك دوره محدود، حداقل نرخ انتقال داده را در ميان كاربراني كه توسط پهپاد سرويس‌دهي مي‌شوند، به حداكثر برسانيم. مسئله حاصل يك مسئله بهينه‌سازي غير‌محدب عدد صحيح مختلط است. براي تسهيل حل اين مسئله، يك الگوريتم تكرار‌شونده متناوب با اتخاذ روش كاهش متناوب بلوكي و روش‌هاي تقريب محدب متوالي پيشنهاد شده‌است. به طور خاص، اين مسئله به سه زيرمسئله تقسيم مي‌شود يعني بهينه‌سازي تخصيص كانال، بهينه‌سازي مسير پروازي و بهينه‌سازي ميزان توان ارسالي، سپس اين مسائل فرعي به طور متناوب به صورت تكراري حل مي‌شوند. نشان مي‌دهيم كه الگوريتم پيشنهادي مي‌تواند به مجموعه راه‌حل‌هاي ثابت اين مسئله همگرا شود. نتايج عددي نشان مي‌دهد كه با بكارگيري طرح مشترك پيشنهادي ما در مقايسه با ساير معيارها بدون طراحي مسير و كنترل توان، افزايش نرخ انتقال داده حاصل مي‌شود. همچنين وجود بيش از يك آنتن در پهپاد و برقراري ارتباط همزمان با بيش از يك كاربر، باعث كاهش چشمگير تاخير در دسترسي كاربران به منابع و محتواي مورد نظرشان خواهد شد.
چكيده انگليسي :
Unmanned aerial vehicles (UAVs) can help ground base stations (BS) in offloading data traffic to improve coverage and increase throughput. However, the limited backhaul capacity cannot cope with the ever-increasing data needs, so cache memory is introduced to solve the backhaul bottleneck. To improve this problem, we focus on a multi-antenna UAV-assisted wireless network and aim to take full advantage of the UAV's wireless storage and mobility to deliver multi-user content in the shortest possible time. Here, a multi-antenna UAV is used, which can communicate with a cluster of single-antenna users to form a virtual multi-antenna link. Considering the limited storage space, our goal is to maximize the minimum throughput among the users served by the UAV by jointly optimizing the power allocation, UAV trajectory, and transmission power in a limited period. The resulting problem is a mixed integer non-convex optimization problem. To facilitate the solution of this problem, an alternating iterative algorithm is proposed by adopting block alternating reduction methods and successive convex approximation methods. Specifically, this problem is divided into three sub-problems, i.e., power allocation optimization, path optimization, and transmission power optimization, then these sub-problems are solved iteratively alternately. we show that the proposed algorithm can converge to the optimal solutions of this problem. Numerical results show that by using our proposed joint scheme, compared to other criteria without route design and power control, throughput increase is achieved. Also, the presence of more than one antenna in the drone and communicating with more than one user at the same time will significantly reduce the delay in users' access to the resources and content they want.
