The various requirements in terms of data rates and latency in beyond 5G and 6G networks have motivated the integration of a variety of communications schemes and technologies to meet these requirements in such networks. Among these schemes are Terahertz (THz) communications, cooperative non-orthogonal multiple-access (NOMA)-enabled schemes, and mobile edge computing (MEC). THz communications offer abundant bandwidth for high-data-rate short-distance applications and NOMA-enabled schemes are promising schemes to realize the target spectral efficiencies and low latency requirements in future networks, while MEC would allow distributed processing and data offloading for the emerging applications in these networks. In this paper, an energy-efficient scheme of multi-user NOMA-assisted cooperative THz single-input multiple-output (SIMO) MEC systems is proposed to allow the uplink transmission of offloaded data from the far cell-edge users to the more computing resources in the base station (BS) through the cell-center users. To reinforce the performance of the proposed scheme, two optimization problems are formulated and solved, namely, the first problem minimizes the total users' energy consumption while the second problem maximizes the total users' computation energy efficiency (CEE) for the proposed scheme. In both problems, the NOMA user pairing, the BS receive beamforming, the transmission time allocation, and the NOMA transmission power allocation coefficients are optimized, while taking into account the full-offloading requirements of each user as well as the predefined latency constraint of the system. The obtained results reveal new insights into the performance and design of multi-user NOMA-assisted cooperative THz-SIMO MEC systems.


翻译:在超5G和6G网络中,各种数据速率和延迟的要求促使集成各种通信方案和技术来满足这些网络中的需求。这些方案中包括太赫兹(THz)通信、合作式非正交多址(NOMA)技术以及移动边缘计算(MEC)。THz通信为高数据速率短距离应用提供了丰富的带宽,而NOMA技术能够实现未来网络中的目标频谱效率和低延迟要求,MEC可用于分布式处理和数据卸载。在本文中,提出了一种能效优化的多用户NOMA辅助合作THz单输入多输出(SIMO) MEC系统,以便通过中心用户将远端边缘用户的卸载数据上传到较多的基站(BS)计算资源。为了增强所提出方案的性能,提出并解决了两个优化问题,即第一个问题将最小化总用户能量消耗,第二个问题将最大化所提出方案的总用户计算能量效率(CEE)。在两个问题中,优化了NOMA用户配对、BS接收波束成形、传输时间分配和NOMA传输功率分配系数,同时考虑了每个用户的完全卸载要求以及系统预定义的延迟约束。所获得的结果揭示了多用户NOMA辅助合作THz-SIMO MEC系统的性能和设计方面的新见解。

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