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。

0
下载
关闭预览

相关内容

剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
47+阅读 · 2021年1月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Optimal Client Sampling for Federated Learning
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月22日
VIP会员
相关VIP内容
剑桥大学《数据科学: 原理与实践》课程,附PPT下载
专知会员服务
47+阅读 · 2021年1月20日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
171+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
91+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
101+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Plenary Talk2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月2日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员