This work studies inference-based resource allocation in ultra low-power, large-scale backscatter sensor networks (BSNs). Several ultra-low cost and power sensor devices (tags) are illuminated by a carrier and reflect the measured information towards a wireless core that uses conventional Marconi radio technology. The development of multi-cell BSNs requires few multi-antenna cores and several low-cost scatter radio devices, targeting at maximum possible coverage. The average signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) of maximum-ratio combining (MRC) and zero-forcing (ZF) linear detectors is found and harnessed for frequency sub-channel allocation at tags, exploiting long-term SINR information. The resource allocation problem is formulated as an integer programming optimization problem and solved through the Max-Sum message-passing algorithm. The proposed algorithm is fully parallelizable and adheres to simple message-passing update rules, requiring mainly addition and comparison operations. In addition, the convergence to the optimal solution is attained within very few iteration steps. Judicious simulation study reveals that ZF detector is more suitable for large scale BSNs, capable to cancel out the intra-cell interference. It is also found that the proposed algorithm offers at least an order of magnitude decrease in execution time compared to conventional convex optimization methods.


翻译:这项工作研究以超低功率、大型后继散射传感器网络(BSNs)为基础的基于推断的资源分配。一个承运人对若干超低成本和电动传感器装置(标签)进行了照明,并反映了用于使用传统马尔科尼无线电技术的无线核心的测量信息。多细胞BSNS的开发需要很少多电网核心和若干低成本散射无线电装置,目标范围尽可能大。最大频谱组合和零推进线性探测器的平均信号对干涉加噪音比(SINR)得到发现并用于标记的频率子频道分配,利用长期SINR信息。资源分配问题是作为整数编程优化问题拟订的,通过Max-Sum电文通电算法加以解决。拟议的算法完全可以平行,并遵循简单的信息传动更新规则,主要需要增加和比较操作。此外,与最佳解决办法的趋同在极少的梯度步骤中达到。柔性线探测器模拟研究显示,在最大规模上最差的SNVAS级比常规操作法更合适。在最大规模上,SNVSIS测算法比常规操作更合适。

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