Due to the growing complexity of vertical applications, current integrated sensing and communications (ISAC) in wireless networks remains insufficient for supporting all required beyond communication services. To this end, future networks are evolving toward an integrated heterogeneous service provisioning (IHSP) platform, which seeks to integrate a broad range of heterogeneous services beyond the dual-function scope of ISAC. Nevertheless, this trend intensifies conflicts among concurrent heterogeneous service requirements under constrained resource sharing. In this paper, we overcome this challenge by the joint use of two novel elastic design strategies: compromised service value assessment and flexible multi-dimensional resource multiplexing. Consequently, we propose a value-prioritized elastic multi-dimensional multiple access (MDMA) mechanism for IHSP systems. First, we modify the Value-of-Service (VoS) metric by incorporating elastic parameters to characterize user-specific tolerance and compromise in response to various performance degradations under constrained resources. This VoS metric serves as the foundation for prioritizing services and enabling effective fairness service scheduling among concurrent competing demands. Next, we adapt the MDMA to elastically multiplex services using appropriate multiple access schemes across different resource domains. This protocol leverages user-specific interference tolerances and cancellation capabilities across different domains to reduce resource-demanding conflicts and co-channel interference within the same domain. Then, we maximize the system's VoS by jointly optimizing MDMA and power allocation. Since this problem is non-convex, we develop a monotonic optimization-assisted dynamic programming algorithm for the optimal solution and a VoS-prioritized successive convex approximation algorithm for efficient suboptimal computation.


翻译:由于垂直应用日益复杂,当前无线网络中的集成感知与通信(ISAC)在支持所有必需的超越通信服务方面仍显不足。为此,未来网络正朝着集成异构服务供给(IHSP)平台演进,旨在整合超越ISAC双功能范畴的广泛异构服务。然而,这一趋势加剧了资源受限共享下并发异构服务需求间的冲突。本文通过联合运用两种新颖的弹性设计策略——折衷服务价值评估与灵活多维资源复用——来克服这一挑战。据此,我们为IHSP系统提出了一种价值优先的弹性多维多址(MDMA)机制。首先,我们通过引入弹性参数改进服务价值(VoS)度量,以表征用户在资源受限条件下对各类性能退化的特定容忍度与折衷能力。该VoS度量构成了服务优先级排序及并发竞争需求间实现有效公平服务调度的基础。其次,我们调整MDMA机制,使其能够通过跨不同资源域的适当多址方案弹性复用服务。该协议利用用户在不同域间的特定干扰容忍度与消除能力,以减少资源需求冲突及同域内共信道干扰。随后,我们通过联合优化MDMA与功率分配来最大化系统VoS。由于该问题具有非凸性,我们开发了单调优化辅助的动态规划算法以获取最优解,并提出一种VoS优先的逐次凸逼近算法以实现高效的次优计算。

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