Stringent constraints on both reliability and latency must be guaranteed in ultra-reliable low-latency communication (URLLC). To fulfill these constraints with computationally constrained receivers, such as low-budget IoT receivers, optimal transmission parameters need to be studied in detail. In this paper, we introduce a multi-objective optimization framework for the optimal design of URLLC in the presence of decoding complexity constraints. We consider transmission of short-blocklength codewords that are encoded with linear block encoders, transmitted over a binary-input AWGN channel, and finally decoded with order-statistics (OS) decoder. We investigate the optimal selection of a transmission rate and power pair, while satisfying the constraints. For this purpose, a multi-objective optimization problem (MOOP) is formulated. Based on the empirical model that accurately quantifies the trade-off between the performance of an OS decoder and its computational complexity, the MOOP is solved and the Pareto boundary is derived. In order to assess the overall performance among several Pareto-optimal transmission pairs, two scalarization methods are investigated. To exemplify the importance of the MOOP, a case study on a battery-powered communication system is provided. It is shown that, compared to the classical fixed rate-power transmissions, the MOOP provides the optimum usage of the battery and increases the energy efficiency of the communication system while maintaining the constraints.


翻译:在超可靠的低延迟通信(URLLC)中,必须保证对可靠性和延迟度的严格限制。为了履行这些限制,在计算上受限制的接收器(如低预算IOT接收器)中实现这些限制,需要详细研究最佳传输参数。在本文件中,我们引入一个多目标优化框架,以便在存在解码复杂性限制的情况下,优化设计URLC。我们考虑传输由线性块编码编码的短盘编码器,通过二进制AWGN频道传送,并最终与秩序统计解码器(OS)解码。我们调查的是最佳传输率和电配对的最佳选择,同时满足各种限制。为此,我们制定了一个多目标优化问题。根据精确量化OS解码器性能与其计算复杂性之间的交易模式,MOOP是解决的,Paretototocontroduction,为了评估几个Pareto-Opimal传输率(OS)系统的总体性能,在对电池传输率进行两次对比分析时,提供了对磁性传输率的分析。

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