Optimizing resource allocation for the Internet of Things with uncoordinated spectrum access and NOMA
Optimisation de l'allocation de ressources pour l’internet des objets dans un contexte d'accès non coordonné au spectre et de NOMA
Résumé
As the Internet of Things (IoT)expands to include billions of connected devices, it is set to become a major influencer in the development of future wireless communication networks. This expansion is not only about quantity but also it is expected to diversify the kinds of applications these networks handle moving beyond traditional multimedia services. Future wireless networks will be required to deliver higher data rates, increased reliability, low latency, enhanced quality of service (QoS) and greater user capacity. To meet these complex demands, advanced approaches to spectrum access like non-orthogonal multiple access (NOMA), autonomous spectrum management, adaptive network configurations, and reconfigurable intelligent surfaces (RIS)-assisted communications are likely to be employed. The aim of this thesis is to optimize resource allocation and network setup in next-generation networks by leveraging these advanced technologies. Multiple system configurations are considered like heterogeneous types of data traffic and using both terrestrial and aerial RIS enhanced communications. For every setting studied, we present a NOMA-based solution tailored to its corresponding constraints. Our obtained results suggest that these proposed solutions surpass existing approaches in the literature.
A mesure que l'internet des objets se développe pour inclure des milliards d'appareils connectés, il est appelé à jouer un rôle majeur dans le développement des futurs réseaux de communication sans fil. Cette expansion n'est pas seulement quantitative, elle devrait aussi diversifier les types d'applications que ces réseaux traitent, en allant au-delà des services multimédias traditionnels. Les futurs réseaux sans fil devront fournir des débits de données plus élevés, une fiabilité accrue, une faible latence, une meilleure qualité de service (QoS) et une plus grande capacité d'utilisation. Pour répondre à ces demandes complexes, des approches avancées de l'accès au spectre telles que l'accès multiple non orthogonal (NOMA), la gestion autonome du spectre, les configurations de réseau adaptatives et les communications assistées par des surfaces intelligentes reconfigurables (RIS) sont susceptibles d'être employées. L'objectif de cette thèse est d'optimiser l'allocation des ressources et la configuration du réseau dans les réseaux de la prochaine génération en tirant parti de ces technologies avancées. De multiples configurations de systèmes sont envisagées, comme des types hétérogènes de trafic de données et l'utilisation de communications terrestres et aériennes assistées par RIS. Pour chaque configuration étudiée, nous présentons une solution basée sur NOMA adaptée aux contraintes correspondantes. Les résultats obtenus suggèrent que les solutions proposées surpassent les approches existantes dans la littérature.
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