We consider a fully-loaded ground wireless network supporting unmanned aerial vehicle (UAV) transmission services. To enable the overload transmissions to a ground user (GU) and a UAV, two transmission schemes are employed, namely non-orthogonal multiple access (NOMA) and relaying, depending on whether or not the GU and UAV are served simultaneously. Under the assumption of the system operating with infinite blocklength (IBL) codes, the IBL throughputs of both the GU and the UAV are derived under the two schemes. More importantly, we also consider the scenario in which data packets are transmitted via finite blocklength (FBL) codes, i.e., data transmission to both the UAV and the GU is performed under low-latency and high reliability constraints. In this setting, the FBL throughputs are characterized again considering the two schemes of NOMA and relaying. Following the IBL and FBL throughput characterizations, optimal resource allocation designs are subsequently proposed to maximize the UAV throughput while guaranteeing the throughput of the cellular user.Moreover, we prove that the relaying scheme is able to provide transmission service to the UAV while improving the GU's performance, and that the relaying scheme potentially offers a higher throughput to the UAV in the FBL regime than in the IBL regime. On the other hand, the NOMA scheme provides a higher UAV throughput (than relaying) by slightly sacrificing the GU's performance.

中文翻译：

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支持无人机传输的地面无线网络中的优化资源分配

我们考虑支持无人机 (UAV) 传输服务的满载地面无线网络。为了实现对地面用户 (GU) 和无人机的过载传输，采用两种传输方案，即非正交多址 (NOMA) 和中继，具体取决于 GU 和 UAV 是否​​同时提供服务。在系统使用无限块长度（IBL）代码的假设下，GU 和 UAV 的 IBL 吞吐量是在两种方案下得出的。更重要的是，我们还考虑了通过有限块长度（FBL）码传输数据包的场景，即在低延迟和高可靠性约束下执行到 UAV 和 GU 的数据传输。在这个设定中，考虑到 NOMA 和中继两种方案，再次表征 FBL 吞吐量。根据 IBL 和 FBL 吞吐量特性，随后提出了优化资源分配设计以在保证蜂窝用户吞吐量的同时最大化无人机吞吐量。 此外，我们证明中继方案能够在提高 GU 的吞吐量的同时为无人机提供传输服务性能，并且中继方案可能为 FBL 方案中的 UAV 提供比 IBL 方案更高的吞吐量。另一方面，NOMA 方案通过稍微牺牲 GU 的性能来提供更高的无人机吞吐量（比中继）。随后提出了最优资源分配设计，以在保证蜂窝用户吞吐量的同时最大化无人机吞吐量。 此外，我们证明了中继方案能够在提高 GU 性能的同时为无人机提供传输服务，并且中继方案具有潜在的潜力在 FBL 方案中为 UAV 提供比 IBL 方案更高的吞吐量。另一方面，NOMA 方案通过稍微牺牲 GU 的性能来提供更高的无人机吞吐量（比中继）。随后提出了最优资源分配设计，以在保证蜂窝用户吞吐量的同时最大化无人机吞吐量。 此外，我们证明了中继方案能够在提高 GU 性能的同时为无人机提供传输服务，并且中继方案具有潜在的潜力在 FBL 方案中为 UAV 提供比 IBL 方案更高的吞吐量。另一方面，NOMA 方案通过稍微牺牲 GU 的性能来提供更高的无人机吞吐量（比中继）。