This paper considers LEO satellite- and cache-assisted UAV communications for content delivery in terrestrial networks, which shows great potential for next-generation systems to provide ubiquitous connectivity and high capacity. Specifically, caching is provided by the UAV to reduce backhaul congestion, and the LEO satellite supports the UAV's backhaul link. In this context, we aim to maximize the minimum achievable throughput per ground user (GU) by jointly optimizing cache placement, the UAV's resource allocation, and trajectory while cache capacity and flight time are limited. The formulated problem is challenging to solve directly due to its non-convexity and combinatorial nature. To find a solution, the problem is decomposed into three sub-problems: (1) cache placement optimization with fixed UAV resources and trajectory, followed by (2) the UAV resources optimization with fixed cache placement vector and trajectory, and finally, (3) we optimize the UAV trajectory with fixed cache placement and UAV resources. Based on the solutions of sub-problems, an efficient alternating algorithm is proposed utilizing the block coordinate descent (BCD) and successive convex approximation (SCA) methods. Simulation results show that the max-min throughput and total achievable throughput enhancement can be achieved by applying our proposed algorithm instead of other benchmark schemes.


翻译:本文考虑了低地轨道卫星和缓存辅助无人机通信在地面网络提供内容方面的低地卫星和缓存辅助无人机通信,这表明下一代系统在提供无处不在的连接和高容量能力方面具有巨大的潜力。具体地说,由无人机提供缓冲,以减少回航拥堵,低地卫星支持无人机的回航连接。在这方面,我们的目标是通过共同优化缓存放置、无人机资源分配和缓存能力和飞行时间有限的轨迹,最大限度地实现地面用户最低可实现的通过最小缓存定位、无人机资源分配和轨迹的最小吞吐。由于下一代系统非凝固性和组合性质,设计的问题对于直接解决具有挑战性。为了找到解决办法,这一问题被分解成三个子问题:(1)用固定的无人机资源和轨迹优化缓存放置,其次是支持UAVAV的后空通道连接连接连接。最后,我们的目标是通过固定的缓存定位载载载定位和UAVA资源优化无人机轨迹。根据子问题的解决办法,建议采用高效的互换算法,因为其非协调性与组合性质。为了找到整体协调下降和连续的对等方算法,然后通过拟议的升级算法,通过采用其他改进方法,展示其他实现实现。

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