With the aim of integrating over-the-air federated learning (AirFL) and non-orthogonal multiple access (NOMA) into an on-demand universal framework, this paper proposes a novel reconfigurable intelligent surface (RIS)-aided hybrid network by leveraging the RIS to flexibly adjust the signal processing order of heterogeneous data. The objective of this work is to maximize the achievable hybrid rate by jointly optimizing the transmit power, controlling the receive scalar, and designing the phase shifts. Since the concurrent transmissions of all computation and communication signals are aided by the discrete phase shifts at the RIS, the considered problem (P0) is a challenging mixed integer programming problem. To tackle this intractable issue, we decompose the original problem (P0) into a non-convex problem (P1) and a combinatorial problem (P2), which are characterized by the continuous and discrete variables, respectively. For the transceiver design problem (P1), the power allocation subproblem is first solved by invoking the difference-of-convex programming, and then the receive control subproblem is addressed by using the successive convex approximation, where the closed-form expressions of simplified cases are derived to obtain deep insights. For the reflection design problem (P2), the relaxation-then-quantization method is adopted to find a suboptimal solution for striking a trade-off between complexity and performance. Afterwards, an alternating optimization algorithm is developed to solve the non-linear and non-convex problem (P0) iteratively. Finally, simulation results reveal that 1) the proposed RIS-aided hybrid network can support the on-demand communication and computation efficiently, 2) the performance gains can be improved by properly selecting the location of the RIS, and 3) the designed algorithms are also applicable to conventional networks with only AirFL or NOMA users.


翻译:本文的目的是将空外联合学习(AirFLL)和非横向多功能访问(NOMA)整合到一个点点通用框架中,因此,本文件建议建立一个创新的可重新配置智能表面(RIS)辅助混合网络,利用RIS来灵活调整混杂数据的信号处理顺序。这项工作的目标是通过联合优化传输力、控制接收标量和设计阶段转换,最大限度地实现可实现的混合率。由于所有计算和通信信号的同步传输得到RIS离散阶段转换的帮助,所考虑的问题(P0)是一个具有挑战性的混合组合式配置程序问题。为了解决这个棘手的问题,我们将原问题(P0)分解成非连接的混合网络(P2),其特征是连续和离散变量变量。对于转介设计问题(P1),电流分配子问题首先通过引用电流差异配置程序程序解决,然后接受可应用的 Rioal- comlical 版本(P0) 版本版本版本版本版本版本版本版本版本版本版本版本的版本版本版本版本版本的版本,其最终通过连续的版本版本版本的版本的版本版本版本版本版本的版本版本的版本版本版本,用户可以找到。

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