Остання редакція: 2025-11-04
Анотація
Стрімкий розвиток бездротових технологій і зростання вимог до швидкості, надійності та енерго-ефективності передавання даних зумовлюють необхідність підвищення спектральної ефективності в мережах шостого покоління (6G). У роботі запропоновано підхід до оптимізації спектрального використання частотного ресурсу шляхом інтеграції технологій beamspace MIMO, неортогонального мульти-доступу (NOMA), повнодуплексних D2D-комунікацій та Layered Division Multiplexing (LDM).
Проведено аналітичне й числове моделювання показників ймовірності відмови (outage probability) та ергодичної ємності (ergodic capacity) для широкомовної mmWave MIMO-NOMA системи з D2D-підтримкою. Результати дослідження показали, що запропонована архітектура забезпечує суттєве підвищення спектральної ефективності, зниження імовірності відмови користувачів і збільшення пропу-скної здатності порівняно з традиційними схемами TDM та LDM без D2D-зв’язку.
Оптимізація потужності повнодуплексного передавання дозволяє мінімізувати власні завади, а збільшення кількості антен базової станції сприяє покращенню якості обслуговування користувачів. Отримані результати можуть бути використані під час проєктування високопродуктивних широкомовних систем 5G/6G, орієнтованих на підтримку мультимедійних і критично важливих сервісів у майбутніх телекомунікаційних мережах.
The rapid development of wireless technologies and the growing demand for high data rate, reliability, and energy efficiency necessitate improving spectral efficiency in sixth-generation (6G) communication networks. This paper proposes an approach to optimizing spectral resource utilization through the integration of beamspace MIMO, non-orthogonal multiple access (NOMA), full-duplex D2D communications, and Layered Division Multiplexing (LDM) technologies.
Analytical and numerical modeling of outage probability and ergodic capacity has been performed for a broadcast mmWave MIMO-NOMA system with D2D support. The results show that the proposed architecture provides a significant improvement in spectral efficiency, reduces user outage probability, and increases sys-tem throughput compared to traditional TDM and LDM without D2D configurations.
Optimization of full-duplex transmission power enables minimizing self-interference, while increasing the number of base station antennas improves user service quality. The obtained results can be applied in the de-sign of high-performance 5G/6G broadcast systems aimed at supporting multimedia and mission-critical ser-vices in future telecommunication networks.
Ключові слова
Посилання
1. N. Ye, X. Li, H. Yu, L. Zhao, W. Liu, X. Hou, Deepnoma: a unified framework for noma using deep multi-task learning. IEEE Trans. Wirel. Commun., 1 (2020)
2. Z. Wang, Q. Liu, M. Li, W. Kellerer, Energy efficient analog beamformer design for mmwave multicast transmission. IEEE Trans. Green Commun. Netw. 3, 552–564 (2019)
3. Стратегії технологічного розвитку апаратного забезпечення інфокомунікаційних радіомереж [Текст] / М. В. Васильківський, О. С. Городецька, Б. С. Климчук, В. В. Говорун // Інформаційні технології та комп`ютерна інженерія. – 2023. – № 1. – С. 83-91.
4. Оптимізація інтелектуальних телекомунікаційних мереж [Текст] / М. В. Васильківсь-кий, А. В. Прикмета, А. Олійник, Д. В. Нікітович // Вісник Хмельницького національного університету. Серія «Технічні науки». – 2023. – № 1. (317). – С. 33–41.
5. Оптимізація адаптивних радіосистем із використанням алгоритмів ШІ та MН [Текст○3 / М. Васильківський, Д. Нікітович, Н. Грабчак, і Н. Якубівська // Вимірювальна та обчислювальна техніка в технологічних процесах. – 2023. – № 2. – С. 112–124.
6. Оптимізація програмно-конфігурованих літаючих мереж доступу [Текст] / М. Васи-льківський, А. Прикмета, А. Олійник, Н. Ксьондз // Комп`ютерно-інтегровані технології: освіта, наука, виробництво. – 2023. – № 52. – С. 128-139.