đề tài nghiên cứu kỹ thuật đa truy cập phi trực giao cho mạng 5g

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC NỘI DUNG ● MỤC LỤC i ● DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT iii ● DANH MỤC HÌNH ẢNH .vi ● LỜI MỞ ĐẦU .viii ● CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G 1.1 1.1.1 Kiến trúc mạng 5G E2E 1.1.2 Kiến trúc cắt mạng 1.1.3 Chức mạng vEPC .4 1.1.4 NFV MANO (Quản lý Điều phối) 1.1.5 Thiết kế kiến trúc mạng di động 5G .8 1.1.6 Kiến trúc 5G dựa NGMN Envision 1.2 Các thông số kỹ thuật yêu cầu hệ thống 5G 10 1.3 Bảo mật mạng 5G 13 1.4 Hiệu suất mạng 5G 14 1.5 Kỹ thuật điều chế 5G 15 1.5.1 Điều chế khóa dịch pha (PSK) 15 1.5.2 Điều chế biên độ cầu phương (QAM) 15 1.6 ● Kiến trúc hệ thống thông tin di động 5G Những thách thức trình phát triển hệ thống 5G 15 CHƯƠNG 18 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT NOMA TRONG 5G 18 2.1 Đa truy cập phi trực giao (NOMA) 18 2.2 Nguyên lý hoạt động NOMA .20 2.2.1 NOMA cho đường xuống 21 2.2.2 NOMA cho đường lên 23 2.3 Đặc điểm NOMA .24 2.3.1 Sự cần thiết NOMA 5G 24 2.3.2 Những ưu điểm NOMA so với OMA 26 2.4 Ghép nối người dùng NOMA 31 SVTH: Lê Văn Lĩnh i GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.4.1 Mơ hình tốn học .32 2.4.2 So sánh SC-NOMA TDMA 34 2.5 ● So sánh công suất NOMA với OMA 35 2.5.1 Mơ hình hệ thống .35 2.5.2 Mơ hình tín hiệu cho NOMA 35 2.5.3 Mơ hình tín hiệu cho OMA 38 CHƯƠNG 41 ĐÁNH GIÁ TỶ LỆ LỖI BIT VÀ PHÂN BỔ CÔNG SUẤT TRONG KỸ THUẬT ĐA TRUY CẬP PHI TRỰC GIAO 41 3.1 Mã hóa chồng chất 41 3.2 Loại bỏ nhiễu liên tiếp (SIC) 44 3.3 Mô BER NOMA kênh AWGN (Nhiễu Gausse trắng cộng sinh) 48 3.3.1 Giả định mô 48 3.3.2 Mơ hình hệ thống .48 3.3.3 Mô matlab .49 3.4 Mô BER NOMA kênh mờ dần Rayleigh .51 3.4.1 Mơ hình hệ thống .51 3.4.2 Mơ hình tín hiệu 52 3.4.3 Mô Matlab 54 3.5 Phân bổ công suất NOMA 58 3.5.1 BER NOMA phân bổ công suất cố định 58 3.5.2 So sánh phân bổ công suất cố định công .60 ● KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 64 ● TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 ● PHỤ LỤC .65 SVTH: Lê Văn Lĩnh ii GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt # 3GPP 3rd Generation Project 5G Fifth Generation Partnership Dự án đối tác hệ thứ Thế hệ di động thứ năm A AWGN Additive Noise White Guassian Tạp âm Guass trắng cộng B BS Base Station Trạm gốc BTS Base Tranceiver Station Trạm thu phát gốc D D2D Divice to Communication DL Downlink Divice Truyền thông Thiết bị - Thiết bị Đường xuống E EDGE Enhanced Data GSM Evolution EE Efficient Energy Hiệu lượng eMBB enhanced Mobile Broadband Băng thông rộng di động nâng cao E2E End to End Quy trình đầu cuối SVTH: Lê Văn Lĩnh Rates iii for Tốc độ số liệu tăng cường để phát triển GPRS GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP G GPRS General Packet Radio Service Dịch vụ vơ tuyến gói chung GSM Global System for Mobile Communication Hệ thống thơng tin di động tồn cầu L LTE Long Term Evolution LTE-A Long Term Advanced Phát triển dài hạn Evolution - Phát triển dài hạn nâng cao M M2M Machine to Communication Machine MIMO Multi-Input Multi-Output Nhiều đầu vào – Nhiều đầu Massive MIMO Massive Multi-Input MultiOutput Nhiều đầu vào – Nhiều đầu cỡ lớn mMTC massive Machine Communications Truyền thông hệ máy số lượng lớn Type Truyển thông Máy - Máy N NOMA Non-Orthogonal Access Multiple Đa truy nhập phi trực giao O OMA Orthogonal Multiple Access Đa truy nhập trực giao Q QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ R RAN Radio Access Network SVTH: Lê Văn Lĩnh iv Mạng truy nhập vô tuyến GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP S SCNOMA Single-carrier NOMA Đa truy nhập phi trực giao sóng mang đơn SIC Successive Cancellation Kỹ thuật triệt nhiễu liên tiếp SINR Signal to Interference plus Noise Ratio Interference Tỷ số tín hiệu nhiễu cộng tạp âm T TDMA Time Division Access Multiple Đa truy nhập phân chia theo thời gian U UE User Equipment SVTH: Lê Văn Lĩnh Thiết bị người sử dụng v GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC HÌNH ẢNH Số hiệu Tên hình ảnh Trang 1.1 Lộ trình phát triển hệ thống thơng tin di động 2.1 Mơ hình trạm HAPS tương lai 14 2.2 Mơ hình dự kiến mạng 5G 15 2.3 Các kịch ứng dụng 5G 18 2.4 So sánh tốc độ hệ thống di động 19 2.5 Yêu cầu hệ thống 5G 20 2.6 Các băng tần mạng phổ biến dải tần 0-100 GHz 23 2.7 Trạm thu phát sóng 5G Việt Nam 26 3.1 Hoạt động máy thu NOMA 30 3.2 So sánh phân bổ tài nguyên OMA NOMA cho UE 31 3.3 NOMA đường xuống cho K người sử dụng 33 3.4 NOMA đường lên cho K người sử dụng 35 3.5 So sánh dung lượng kênh OMA NOMA kênh AWGN 39 3.6 Phân bổ công suất tối ưu phân bổ công suất cố định NOMA OMA giao tiếp mmWave 42 4.1 So sánh phổ tần sử dụng NOMA OMA đường xuống 51 4.2 So sánh thông lượng NOMA OMA kênh đối xứng đường xuống 52 4.3 So sánh thông lượng NOMA OMA kênh bất đối xứng đường xuống 53 4.4 So sánh OFDMA với NOMA 54 SVTH: Lê Văn Lĩnh vi GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.5 Kịch mô 56 4.6 Tốc độ người dùng trường hợp kênh đối xứng NOMA & OFDMA 60 4.7 Tốc độ người dùng trường hợp kênh đối xứng NOMA & OFDMA 61 4.8 Hiệu suất lượng hiệu suất phổ NOMA & OFDMA 63 SVTH: Lê Văn Lĩnh vii GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI MỞ ĐẦU Ngày thơng tin di động đóng vai trò quan trọng phát triển kinh tế, xã hội nước giới Nhu cầu người sử dụng mong muốn trải nghiệm Internet nơi họ muốn thông qua thiết bị Sự bùng nổ thiết bị di động thông minh, ứng dụng di động tiện ích khác địi hỏi đáp ứng mạng di động hệ Gần đây, nhà khai thác mạng di động triển khai hệ thống LTE (Long Term Evolution) để cung cấp truy cập nhanh hơn, độ trễ thấp hiệu cao so với hệ mạng di động trước Mặc dù mạng di động 4G có bước phát triển vượt bậc với xu hướng phát triển xã hội nay, nhà phân tích cho đến năm 2020, liên tục xảy tình trạng q tải thơng tin Do đó, đời mạng di động 5G điều cần thiết Với tiềm to lớn cho người tiêu dùng công nghiệp, hệ thống thông tin di động 5G dự kiến triển khai vào năm 2020 Và nghiên cứu mạng di động 5G xu hướng nghiên cứu chung nhà khoa học, kỹ sư đến từ hãng truyền thông trường đại học giới Việt Nam Hệ thống di động 5G đòi hỏi: hiệu suất phổ cao (gấp đến 10 lần hiệu suất phổ 4G), độ trễ cực thấp (cỡ 1ms - phần năm độ trễ 4G), tốc độ liệu người dùng cao (10 - 20 Gbps, tức gấp 10 - 20 lần tốc độ liệu đỉnh 4G), mật độ kết nối dày đặc với khả kết nối cực cao… Do đó, cần phải có cơng nghệ để đáp ứng yêu cầu nêu Và đa truy nhập phi trực giao (NOMA) số công nghệ Hiện tại, có nhiều hướng nghiên cứu mạng di động 5G bảo mật thông tin, an tồn thơng tin, kiến trúc mạng, kỹ thuật điều chế… Tuy nhiên, đồ án em lựa chọn việc phân tích đánh giá hiệu hệ thống việc ứng dụng kỹ thuật đa truy nhập phi trực giao NOMA để em hiểu rõ hệ thống mạng 5G kỹ thuật NOMA Và lí em lựa chọn đề tài “Nghiên cứu Kỹ thuật đa truy cập phi trực giao cho mạng 5G” làm đồ án tốt nghiệp Mục tiêu đồ án: Tìm hiểu tổng quan mạng di động 5G, kỹ thuật đa truy nhập phi trực giao cuối thực đánh giá hiệu mạng đường xuống NOMA qua giá trị tỉ lệ lỗi bit (Bit Error Rate – BER), tốc độ liệu xác suất dừng (Outage Probability – OP) Nội dung đồ án: gồm chương Chương 1: Tổng quan hệ thống thông tin di động 5G Chương 2: Tổng quan kỹ thuật NOMA 5G Chương 3: Đánh giá tỷ lệ lỗi Bit phân bổ công suất kỹ thuật NOMA SVTH: Lê Văn Lĩnh viii GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô khoa Điện tử - Viễn thông tạo điều kiện, giúp đỡ trang bị cho em kiến thức quý báu Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo PGS.TS Nguyễn Văn Cường hướng dẫn tận tình giúp đỡ em hồn thành tốt đồ án thời hạn Tuy nhiên, hạn chế mặt thời gian lực thân nên nội dung đồ án không tránh khỏi thiếu sót Kính mong thấy giáo bạn quan tâm đóng góp ý kiến thêm để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Đà Nẵng, ngày 14 tháng 12 năm 2022 Sinh viên thực Lê Văn Lĩnh SVTH: Lê Văn Lĩnh ix GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 5G ● Giới thiệu chương: 5G hệ thứ năm công nghệ di động không dây, cung cấp tốc độ tải lên tải xuống nhanh hơn, kết nối ổn định dung lượng cải thiện so với mạng trước 5G nhanh đáng tin cậy nhiều so với mạng 4G phổ biến có tiềm thay đổi cách sử dụng internet để truy cập ứng dụng, mạng xã hội thơng tin Ví dụ: công nghệ xe ô tô tự lái, ứng dụng trò chơi tiên tiến phương tiện truyền phát trực tiếp yêu cầu kết nối liệu tốc độ cao, đáng tin cậy hưởng lợi nhiều từ kết nối 5G 1.1 Kiến trúc hệ thống thông tin di động 5G 1.1.1 Kiến trúc mạng 5G E2E Hình cho thấy kiến trúc mạng 5G E2E, phác thảo mạng 5G E2E, trạm gốc chủ yếu tập trung cho trình chuyển đổi từ 3G sang 4G, giao tiếp không dây bị tắc nghẽn từ trạm gốc Tuy nhiên, giao dịch từ 4G sang 5G, kiến trúc E2E mạng 5G có ý nghĩa nhiều mạng 5G, trạm gốc khơng phải nút cổ chai Hình 1.1 mô tả kiến trúc E2E Huawei phát triển cho 5G Hình 1.1: Kiến trúc mạng 5G SVTH: Lê Văn Lĩnh GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP %NOMA capacity calculation C_noma_1 = log2(1 + pt(u)*a1.*g1./(pt(u)*a2.*g1 + pt(u)*a3.*g1 + no)); %User C_noma_2 = log2(1 + pt(u)*a2.*g2./(pt(u)*a3.*g1+no)); %User C_noma_3 = log2(1 + pt(u)*a3.*g2/no); %User C_noma_sum(u) = mean(C_noma_1 + C_noma_2 + C_noma_3); %Sum capacity of NOMA %OMA capacity calculation C_oma_1 = (1/3)*log2(1 + pt(u)*g1/no); C_oma_2 = (1/3)*log2(1 + pt(u)*g2/no); C_oma_3 = (1/3)*log2(1 + pt(u)*g3/no); %User %User %User C_oma_sum(u) = mean(C_oma_1 + C_oma_2 + C_oma_3); %Sum capacity of OMA end SNR = Pt - No; figure; plot(SNR,C_noma_sum,'linewidth',2); hold on; grid on; plot(SNR,C_oma_sum,'linewidth',2) xlabel('SNR (dB)'); ylabel('Achievable rate (bps/Hz)'); legend('NOMA','OMA'); title('Capacity of NOMA vs OMA'); ylim([0 max(C_noma_sum)+1]); Mô BER NOMA kênh AWGN (Nhiễu Gausse trắng cộng sinh) clc; clear variables; close all; SNR = 0:30; snr = db2pow(SNR); %SNR range in dB %SNR range in linear scale %Tao chuoi nhi phan co dai N N = 10^5; x1 = randi([0 1],1,N); x2 = randi([0 1],1,N); SVTH: Lê Văn Lĩnh %Du lieu bit cua user %Du lieu bit cua user 73 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP %Dieu che BPSK(Pha nhi phan)cho du lieu dc tao o tren xmod1 = 2*x1 - 1; xmod2 = 2*x2 - 1; %Thiet lap so cong suat cho cac user a1 = 0.75; a2 = 0.25; %Thuc hien ma hoa chong chat x = sqrt(a1)*xmod1 + sqrt(a2)*xmod2; %sqrt Ham khai can %Them AWGN vào x(Truyen x qua kenh AWGN) for u = 1:length(snr) y1 = awgn(x,SNR(u),'measured'); %T/h cua user bi tac dong boi AWGN y2 = awgn(x,SNR(u),'measured'); %T/h cua user bi tac dong boi AWGN %AT USER %Direct decoding of x from y1 x1_hat = ones(1,N); %just a buffer x1_hat(y1 < 0) = 0; %AT USER %Direct decoding of x from y2 x11_est = ones(1,N); %just a buffer x11_est(y2 < 0) = 0; %Estimate user 1's x11_est(x11_est == 0) = -1; %Remodulate signal %Subtract remodulated x11_est component rem = y2 - sqrt(a1)*x11_est; % T/h dang BPSK signal first user 1's from y2 o dang d/che %Decode x2 from rem x2_hat = zeros(1,N); x2_hat(rem>0) = 1; %Estimate BER ber1(u) = biterr(x1,x1_hat)/N;% = so bit loi/ tong so bit ber2(u) = biterr(x2,x2_hat)/N; end %plot BER curves semilogy(SNR, ber1, 'linewidth', 1.5); hold on; semilogy(SNR, ber2, 'linewidth', 1.5); grid on; SVTH: Lê Văn Lĩnh 74 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP legend('User \alpha_1 = 0.75','User \alpha_2 = 0.25'); xlabel('SNR (dB)'); ylabel('BER'); title('BER graph for NOMA in AWGN channel'); Dung lượng xác suất ngừng hoạt động clc; clear variables; close all; N = 10^5; d1 = 1000; d2 = 500; station (BS) a1 = 0.75; a2 = 0.25; eta = 4; %Distances of users from base %Power allocation factors %Path loss exponent %Generate rayleigh fading coefficient for both users h1 = sqrt(d1^-eta)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); h2 = sqrt(d2^-eta)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); g1 = (abs(h1)).^2; g2 = (abs(h2)).^2; Pt = 0:2:40; pt = (10^-3)*10.^(Pt/10); scale BW = 10^6; No = -174 + 10*log10(BW); no = (10^-3)*10.^(No/10); %Transmit power in dBm %Transmit power in linear %System bandwidth %Noise power (dBm) %Noise power (linear scale) p = length(Pt); p1 = zeros(1,length(Pt)); p2 = zeros(1,length(Pt)); rate1 = 1; rate2 = 2; %Target rate of users in bps/Hz for u = 1:p %Calculate SNRs gamma_1 = a1*pt(u)*g1./(a2*pt(u)*g1+no); gamma_12 = a1*pt(u)*g2./(a2*pt(u)*g2+no); gamma_2 = a2*pt(u)*g2/no; %Calculate achievable rates R1 = log2(1+gamma_1); R12 = log2(1+gamma_12); SVTH: Lê Văn Lĩnh 75 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP R2 = log2(1+gamma_2); %Find average of achievable rates R1_av(u) = mean(R1); R12_av(u) = mean(R12); R2_av(u) = mean(R2); end %Check for outage for k = 1:N if R1(k) < rate1 p1(u) = p1(u)+1; end if (R12(k) < rate1)||(R2(k) < rate2) p2(u) = p2(u)+1; end end pout1 = p1/N; pout2 = p2/N; figure; semilogy(Pt, pout1, 'linewidth', 1.5); hold on; grid on; semilogy(Pt, pout2, 'linewidth', 1.5); xlabel('Transmit power (dBm)'); ylabel('Outage probability'); legend('User (far user)','User (near user)'); figure; plot(Pt, R1_av, 'linewidth', 1.5); hold on; grid on; plot(Pt, R12_av, 'linewidth', 1.5); plot(Pt, R2_av, 'linewidth', 1.5); xlabel('Transmit power (dBm)'); ylabel('Achievable capacity (bps/Hz)'); legend('R_1','R_{12}','R_2') Mô BER NOMA kênh Rayleigh clc; clear variables; close all; N = 10^6; d1 = 1000; d2 = 500; station (BS) a1 = 0.75; a2 = 0.25; eta = 4; SVTH: Lê Văn Lĩnh %Distances of users from base %Power allocation factors %Path loss exponent 76 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP %Generate rayleigh fading coefficient for both users h1 = sqrt(d1^-eta)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); h2 = sqrt(d2^-eta)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); g1 = (abs(h1)).^2; g2 = (abs(h2)).^2; Pt = 0:2:40; pt = (10^-3)*10.^(Pt/10); scale BW = 10^6; No = -174 + 10*log10(BW); no = (10^-3)*10.^(No/10); %Transmit power in dBm %Transmit power in linear %System bandwidth %Noise power (dBm) %Noise power (linear scale) %Generate noise samples for both users w1 = sqrt(no)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); w2 = sqrt(no)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); %Generate random binary data for two users data1 = randi([0 1],1,N); %Data bits of user data2 = randi([0 1],1,N); %Data bits of user %Do BPSK modulation of data x1 = 2*data1 - 1; x2 = 2*data2 - 1; p = length(Pt); for u = 1:p %Do superposition coding x = sqrt(pt(u))*(sqrt(a1)*x1 + sqrt(a2)*x2); %Received signals y1 = h1.*x + w1; %So phuc h1 * x + w1 y2 = h2.*x + w2; %Equalize eq1 = y1./h1; eq2 = y2./h2; %So phuc y1 * x + w1 %AT USER -%Direct decoding of x1 from y1 x1_hat = zeros(1,N); x1_hat(eq1>0) = 1; %Compare decoded x1_hat with data1 to estimate BER ber1(u) = biterr(data1,x1_hat)/N; % -SVTH: Lê Văn Lĩnh 77 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP %AT USER %Direct decoding of x1 from y2 x12_hat = ones(1,N); x12_hat(eq20) = 1; ber2(u) = biterr(x2_hat, data2)/N; % gam_a = 2*((sqrt(a1*pt(u))sqrt(a2*pt(u)))^2)*mean(g1)/no; gam_b = 2*((sqrt(a1*pt(u)) +sqrt(a2*pt(u)))^2)*mean(g1)/no; ber_th1(u) = 0.25*(2 - sqrt(gam_a/(2+gam_a)) sqrt(gam_b/(2+gam_b))); gam_c = 2*a2*pt(u)*mean(g2)/no; gam_d = 2*((sqrt(a2) + sqrt(a1))^2)*pt(u)*mean(g2)/no; gam_e = 2*((sqrt(a2) + 2*sqrt(a1))^2)*pt(u)*mean(g2)/no; gam_f = 2*((-sqrt(a2) + sqrt(a1))^2)*pt(u)*mean(g2)/no; gam_g = 2*((-sqrt(a2) + 2*sqrt(a1))^2)*pt(u)*mean(g2)/no; gc gd ge gf gg = = = = = (1 - sqrt(gam_c/(2+gam_c))); (1-sqrt(gam_d/(2+gam_d))); (1-sqrt(gam_e/(2+gam_e))); (1-sqrt(gam_f/(2+gam_f))); (1-sqrt(gam_g/(2+gam_g))); ber_th2(u) = 0.5*gc - 0.25*gd + 0.25*(ge+gf-gg); gamma1(u) = a1*pt(u)*mean(g1)/(a2*pt(u)*mean(g1) + no); %gamma = SNR gamma2(u) = a2*pt(u)*mean(g2)/no; end semilogy(Pt, ber1,'r', 'linewidth',1.5); hold on; grid on; semilogy(Pt, ber2,'b', 'linewidth',1.5); semilogy(Pt, ber_th1, '*r','linewidth',1.5); SVTH: Lê Văn Lĩnh 78 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP semilogy(Pt, ber_th2, '*b','linewidth',1.5); xlabel('Transmit power (P in dBm)'); ylabel('BER'); legend('Sim User 1/Far user','Sim User 2/Near user','Theo User 1/Far user','Theo User 2/Near user'); BER NOMA phân bổ công suất cố định clc; clear variables; N = 5*10^5; Pt = [40 20]; No = -114; pt = (10^-3)*db2pow(Pt); no = (10^-3)*db2pow(No); a1 = 0:0.01:1; a2 = - a1; d1 = 1000; d2 = 500; eta = 4; h1 = sqrt(d1^-eta)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N))/sqrt(2); h2 = sqrt(d2^-eta)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N))/sqrt(2); g1 = (abs(h1)).^2; g2 = (abs(h2)).^2; %Generate noise samples for both users w1 = sqrt(no)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); w2 = sqrt(no)*(randn(1,N)+1i*randn(1,N))/sqrt(2); data1 = randi([0 1],1,N); data2 = randi([0 1],1,N); x1 = 2*data1 - 1; x2 = 2*data2 - 1; for v=1:2 for u = 1:length(a1) x = sqrt(pt(v))*(sqrt(a1(u))*x1 + sqrt(a2(u))*x2); y1 = x.*h1 + w1; y2 = x.*h2 + w2; %Equalize eq1 = y1./h1; eq2 = y2./h2; SVTH: Lê Văn Lĩnh 79 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP %AT USER -%Direct decoding of x1 from y1 x1_hat = zeros(1,N); x1_hat(eq1>0) = 1; %Compare decoded x1_hat with data1 to estimate BER ber1(u) = biterr(data1,x1_hat)/N; % -%AT USER %Direct decoding of x1 from y2 x12_hat = ones(1,N); x12_hat(eq20) = 1; ber2(u) = biterr(x2_hat, data2)/N; % - end if v==1 semilogy(a1, ber1,'-r', 'linewidth',1.5); hold on; grid on; semilogy(a1, ber2,'-b', 'linewidth',1.5); xlabel('\alpha_1'); ylabel('BER'); end if v==2 semilogy(a1, ber1,' r', 'linewidth',1.5); hold on; grid on; semilogy(a1, ber2,' b', 'linewidth',1.5); xlabel('\alpha_1'); ylabel('BER'); end end legend('Far user p = 40','Near user p = 40','Far user p = 20','Near user p = 20'); SVTH: Lê Văn Lĩnh 80 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP So sánh phân bổ công suất cố định công clc; clear variables; close all; N = 10^5; Pt = 30; pt = (10^-3)*db2pow(Pt); scale) No = -114; no = (10^-3)*db2pow(No); scale) %Max BS Tx power (dBm) %Max BS Tx power (Linear %Noise power (dBm) %Noise power (Linear r = 0.5:0.5:10; range (R*) %Far user target rate df = 1000; dn = 500; %Distances eta = 4; %Path loss exponent p1 = zeros(1,length(r)); p2 = zeros(1,length(r)); pa1 = zeros(1,length(r)); pa2 = zeros(1,length(r)); af = 0.75; an = 0.25; %Fixed PA (for comparison) hf = sqrt(df^-eta)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N))/sqrt(2); hn = sqrt(dn^-eta)*(randn(1,N) + 1i*randn(1,N))/sqrt(2); g1 = (abs(hf)).^2; g2 = (abs(hn)).^2; for u = 1:length(r) epsilon = (2^(r(u)))-1; user %Target SINR for far %BASIC FAIR PA% aaf = min(1,epsilon*(no + pt*g1)./(pt*g1*(1+epsilon))); aan = - aaf; % % %IMPROVED FAIR PA% aaf = epsilon*(no + pt*g1)./(pt*g1*(1+epsilon)); SVTH: Lê Văn Lĩnh 81 GVHD: PGS.TS Nguyễn Văn Cường ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP % % aaf(aaf>1) = 0; aan = - aaf; gamma_f = pt*af*g1./(pt*g1*an + no); gamma_nf = pt*af*g2./(pt*g2*an + no); gamma_n = pt*g2*an/no; gamm_f = pt*aaf.*g1./(pt*g1.*aan + no); gamm_nf = pt*aaf.*g2./(pt*g2.*aan + no); gamm_n = pt*g2.*aan/no; Cf = log2(1 + gamma_f); Cnf = log2(1 + gamma_nf); Cn = log2(1 + gamma_n); Ca_f = log2(1 + gamm_f); Ca_nf = log2(1 + gamm_nf); Ca_n = log2(1 + gamm_n); for k = 1:N if Cf(k) < r(u) p1(u) = p1(u) + 1; end if (Cnf(k)