Unmanned aerial vehicle (UAV)-assisted communication is becoming a streamlined technology in providing improved coverage to the internet-of-things (IoT) based devices. Rapid deployment, portability, and flexibility are some of the fundamental characteristics of UAVs, which make them ideal for effectively managing emergency-based IoT applications. This paper studies a UAV-assisted wireless IoT network relying on non-orthogonal multiple access (NOMA) to facilitate uplink connectivity for devices spread over a disaster region. The UAV setup is capable of relaying the information to the cellular base station (BS) using decode and forward relay protocol. By jointly utilizing the concepts of unsupervised machine learning (ML) and solving the resulting non-convex problem, we can maximize the total energy efficiency (EE) of IoT devices spread over a disaster region. Our proposed approach uses a combination of k-medoids and Silhouette analysis to perform resource allocation, whereas, power optimization is performed using iterative methods. In comparison to the exhaustive search method, our proposed scheme solves the EE maximization problem with much lower complexity and at the same time improves the overall energy consumption of the IoT devices. Moreover, in comparison to a modified version of greedy algorithm, our proposed approach improves the total EE of the system by 19% for a fixed 50k target number of bits.


翻译:无人机辅助通信正在成为提升物联网设备覆盖范围的一项流线化技术。无人机具备快速部署、便携性和灵活性等基本特征,使其成为有效管理基于应急场景的物联网应用的理想选择。本文研究了一种依赖非正交多址接入技术的无人机辅助无线物联网网络,旨在为分布在灾区的设备提供上行链路连接。无人机设备能够采用解码转发中继协议将信息中继传输到蜂窝基站。通过联合利用无监督机器学习概念并解决由此产生的非凸问题,我们可以最大化分布在灾区的物联网设备的总能量效率。我们提出的方法采用k-medoids聚类与轮廓分析相结合的方式进行资源分配,而功率优化则使用迭代方法进行。与穷举搜索方法相比,我们提出的方案以更低的复杂度解决了能效最大化问题,同时改善了物联网设备的整体能耗。此外,与改进的贪婪算法版本相比,在固定目标比特数为50k的情况下,我们提出的方法使系统的总能效提升了19%。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年6月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
LibRec 精选:推荐系统的论文与源码
LibRec智能推荐
14+阅读 · 2018年11月29日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年6月30日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员