ارزيابي عملكرد NOMA در حالت SIC ناقص و افزايش ظرفيت ارگوديك با روش جفت كردن كاربران در گروه‌هاي 3 كاربري

Performance Evaluation of the NOMA in Imperfect SIC Mode and Ergodic Capacity Maximization with User Pairing Scenario in Three Users Groups

اين مقاله، مشكل مربوط به روش جفت شدن كاربران با شرايط كانال مشابه، در NOMA با سه كاربر در هر جفت را ارزيابي مي‌كند. اختلاف كوچك در بهره كانال كاربران جفت شده، باعث ايجاد تداخل در فرآيند حذف تداخل متوالي (SIC) مي‌شود. بروز SIC ناقص باعث كاهش ظرفيت سيستم مي‌شود. همچنين‌ كاربران مياني در اين روش با تشكيل جفت ندادن، از مزيت‌هاي فراهم شده توسط NOMA بي‌بهره مي‌مانند، از طرفي با تشكيل جفت، به دليل نزديكي شرايط كانال كاربران به­ هم، منجر به بروزSIC ناقص مي‌شوند. در اين مقاله، براي حل اين مشكل، روشي براي جفت كردن كاربران پيشنهاد مي‌شود كه در آن، ‌همه­ي كاربران ازجمله كاربران مياني، قادر خواهند بود از مزيت‌هاي NOMA استفاده نمايند و مشكل بروز SIC ناقص، حداقل شود. براي ارزيابي عملكرد NOMA، ظرفيت كلي ارگوديك را در دو حالت SIC كامل و ناقص، بررسي مي‌كنيم. در اين مقاله، مفهوم SIC ناقص براي اولين بار به‌ازاي جفت‌هايي كه شامل سه كاربر هستند به‌صورت تحليلي ارزيابي مي‌گردد. محاسبات انجام شده به همراه شبيه‌سازي‌هاي صورت گرفته، نشان مي‌دهند كه در اين حالت، ظرفيت سيستم دچار افت شديد مي­شود. نتايج شبيه‌سازي نشان مي‌دهند كه روش پيشنهادي، علاوه بر حداقل كردن پديده SIC ناقص، ظرفيت كلي ارگوديك بالاتري، نسبت به ديگر روشها فراهم مي‌‌كند.

This paper evaluates the problem of user pairing scenario with similar channel conditions in NOMA with three users per pair. The small difference in the channel gain of the paired users leads to interference in the process of successive interference cancelation (SIC). The incidence of imperfect SIC reduces system capacity. Also, mid users in this scenario will be deprived of the advantages provided by the NOMA without pairing, on the other hand, by pairing, due to the closeness of the users’ channel conditions to each other, leads to the incidence of imperfect SIC. In this paper, in order to solve this problem, we propose a scenario for users to pair, in which all users, including mid users, will be able to use the benefits of NOMA and the problem of incidence of imperfect SIC is minimized. To evaluate the performance of the NOMA, we examine the sum ergodic capacity in both perfect and imperfect SIC modes. In this paper, the concept of an imperfect SIC has calculated analytically for the first time for pairs containing three users. The calculations performed along with the simulations show that in this case, the system's capacity falls sharply. The simulation results also show that the proposed scenario, in addition to minimizing the imperfect SIC event, provides a higher sum ergodic capacity than other scenarios.