A non-orthogonal multiple access (NOMA)-aided joint communication, sensing, and multi-tier computing (JCSMC) framework is proposed. In this framework, a multi-functional base station (BS) carries out target sensing, while providing edge computing services to the nearby users. To enhance the computation efficiency, the multi-tier computing structure is exploited, where the BS can further offload the computation tasks to a powerful Cloud server (CS). The potential benefits of employing NOMA in the proposed JCSMC framework are investigated, which can maximize the computation offloading capacity and suppress the inter-function interference. Based on the proposed framework, the transmit beamformer of the BS and computation resource allocation at the BS and the CS are jointly optimized to maximize the computation rate subject to the communication-computation causality and the sensing quality constraints. Both partial and binary computation offloading modes are considered: 1) For the partial offloading mode, a weighted minimum mean square error based alternating optimization algorithm is proposed to solve the corresponding non-convex optimization problem. It is proved that a KKT optimal solution can be obtained; 2) For the binary offloading mode, the resultant highly-coupled mixed-integer optimization problem is first transformed to an equivalent but more tractable form. Then, the reformulated problem is solved by utilizing the alternating direction method of multipliers approach to obtain a nearly optimal solution. Finally, numerical results verify the effectiveness of the proposed algorithms and the proposed NOMA-aided JCSMC framework


翻译:提议了一个非垂直多存取(NOMA)的辅助联合通信、遥感和多层计算(JCSMC)框架。在这个框架内,多功能基站(BS)进行目标感测,同时向附近的用户提供边际计算服务。为了提高计算效率,将多层计算结构加以利用,BS可以进一步将计算任务卸载到强大的云端服务器(CS)上。正在调查在拟议的 JCSCMC 框架内使用NOMA(NOMA)的潜在好处,这可以最大限度地计算卸载能力,抑制职能间干扰。在这个框架内,多功能基站(BS)的传输信号和计算资源分配进行目标感测,同时向附近的用户提供边际计算服务。为了提高计算效率,多层计算结构将多层计算结构加以利用,BS可以进一步将计算任务卸载任务卸载到强大的云层服务器上。对于部分卸载模式而言,提议的一个加权最低平均平方差计算法是解决相应的非conx最优化问题。根据拟议框架,可以证明,将BSBS和计算最佳方向的传输最优化的Rest-rodal-rodal-rodal rouple rouple roup the roup roupd the rouplate ma the roup the ma the roldal rout the mal maisldal roup the ma roupal ma ma ma 一种高一个高一个高的计算,可以使用一个高的平价可以取得一个高的平 。

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