AoI Minimization in Mixed Traffic Full-Duplex Uncoordinated Communication Systems with NOMA

Autor: Doumit, Joseph, Youssef, Marie-Josepha, Nour, Charbel Abdel, Farah, Joumana, Douillard, Catherine
Přispěvatelé: Equipe CODES (Lab-STICC_CODES), Laboratoire des sciences et techniques de l'information, de la communication et de la connaissance (Lab-STICC), École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-École Nationale d'Ingénieurs de Brest (ENIB)-Université de Bretagne Sud (UBS)-Université de Brest (UBO)-École Nationale Supérieure de Techniques Avancées Bretagne (ENSTA Bretagne)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Bretagne Loire (UBL)-IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Département Mathematical and Electrical Engineering (IMT Atlantique - MEE), IMT Atlantique (IMT Atlantique), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université de Rennes (UR), Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA), Institut d'Électronique et des Technologies du numéRique (IETR), Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-CentraleSupélec-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Nantes Université - pôle Sciences et technologie, Nantes Université (Nantes Univ)-Nantes Université (Nantes Univ), This work was carried out in the context of Beyond5G, a project funded by the French government as part of the economic recovery plan, namely 'France Relance', and the investments for the future program.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: IEEE Internet of Things Journal
IEEE Internet of Things Journal, In press, ⟨10.1109/JIOT.2023.3296437⟩
ISSN: 2372-2541
2327-4662
DOI: 10.1109/JIOT.2023.3296437⟩
Popis: International audience; The number of Internet of Things (IoT) applications and devices has been continuously increasing and is expected to continue to do so in the upcoming years. In this context, we study the uplink uncoordinated spectrum and power allocation problems in a non-orthogonal multiple access (NOMA) IoT network while minimizing the age of information (AoI). Power-limited IoT devices aim at auto-organizing their transmissions on available resources, i.e., the subband-power level pairs, without any coordination between them. To enhance spectral efficiency, full-duplex relays are deployed with queuing capabilities. To solve the problem of minimizing the AoI in both the coordinated and uncoordinated communication settings, we propose algorithms based on matching theory and the multi-armed bandit (MAB) framework respectively. Simulation results show that the proposed uncoordinated MAB-based solution achieves full rate satisfaction for the users. Moreover, it reveals to be very efficient in minimizing the system AoI, transmit power and overhead compared to the coordinated solution.
Databáze: OpenAIRE
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