In this manuscript, we present an energy-efficient alternating optimization framework based on the multi-antenna ambient backscatter communication (AmBSC) assisted cooperative non-orthogonal multiple access (NOMA) for next-generation (NG) internet-of-things (IoT) enabled communication networks. Specifically, the energy-efficiency maximization is achieved for the considered AmBSC-enabled multi-cluster cooperative IoT NOMA system by optimizing the active-beamforming vector and power-allocation coefficients (PAC) of IoT NOMA users at the transmitter, as well as passive-beamforming vector at the multi-antenna assisted backscatter node. Usually, increasing the number of IoT NOMA users in each cluster results in inter-cluster interference (ICI) (among different clusters) and intra-cluster interference (among IoT NOMA users). To combat the impact of ICI, we exploit a zero-forcing (ZF) based active-beamforming, as well as an efficient clustering technique at the source node. Further, the effect of intra-cluster interference is mitigated by exploiting an efficient power-allocation policy that determines the PAC of IoT NOMA users under the quality-of-service (QoS), cooperation, SIC decoding, and power-budget constraints. Moreover, the considered non-convex passive-beamforming problem is transformed into a standard semi-definite programming (SDP) problem by exploiting the successive-convex approximation (SCA) approximation, as well as the difference of convex (DC) programming, where Rank-1 solution of passive-beamforming is obtained based on the penalty-based method. Furthermore, the numerical analysis of simulation results demonstrates that the proposed energy-efficiency maximization algorithm exhibits an efficient performance by achieving convergence within only a few iterations.


翻译:在此手稿中,我们展示了一个节能的交替被动优化框架,其基础是发射机的IOT环境反向分流通信(AMBSC)用户的主动对流矢量和动力分配系数(PAC),以及连续多层断层断层连接的被动对流矢量(NOMA)协助的反向多端多端访问(NOMA),为下一代(NG)互联网接入网络(IOT)所启用的通信网络网络。具体地说,为被认为由AMBSC带动的多组合作 IOT NOMA系统,通过优化发射机的主动对流传传矢量和动力分配系数(PAAC)的动态调节(PF),在连续的多层断层断层断层连接中,IOTMO的用户数量增加,在集群干扰(IIIT NOMA系统)和内部电流流流流流流流数据化过程中,通过对IMS公司内部的高效数据流流流流分析,使IMS-S-S-S-S-SD流流流流流流流流流流流流流的运行的效益产生效果。

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