Giải pháp nâng cao hiệu năng năng lượng và hiệu năng phổ trong mạng hỗn tạp thế hệ tiếp theo của 5g

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG NĂNG LƯỢNG VÀ HIỆU NĂNG PHỔ TRONG MẠNG HỖN TẠP THẾ HỆ TIẾP THEO CỦA 5G NGUYỄN TẤT THẮNG NGÀNH KỸ THUẬT VIỄN THÔNG HÀ NỘI, 05/2020 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG NĂNG LƯỢNG VÀ HIỆU NĂNG PHỔ TRONG MẠNG HỖN TẠP THẾ HỆ TIẾP THEO CỦA 5G NGUYỄN TẤT THẮNG mrthanglc@gmail.com Ngành Kỹ thuật viễn thông Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Tiến Hòa Chữ ký GVHD Viện: Điện tử - Viễn thơng HÀ NỘI, 05/2020 CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Tất Thắng Đề tài luận văn: Giải pháp nâng cao hiệu năng lượng hiệu phổ mạng hỗn tạp hệ 5G Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số SV: CB180172 Tác giả, Người hướng dẫn khoa học Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên họp Hội đồng ngày 13/5/2020 với nội dung sau: - Chỉnh sửa lỗi chế bản, hình vẽ khơng rõ ràng - Sắp xếp thuật ngữ viết tắt theo thứ tự soát lỗi - Bổ sung tài liệu tham khảo, thứ nguyên trục đồ thị - Bổ sung kết luận chương Giáo viên hướng dẫn Ngày 17 tháng năm 2020 Tác giả luận văn TS Nguyễn Tiến Hòa Nguyễn Tất Thắng CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS Nguyễn Thúy Anh SĐH.QT9.BM11 Ban hành lần ngày 11/11/2014 Lời cảm ơn Luận văn kết tìm hiểu em kỹ thuật đa truy cập không trực giao (NOMA - Non Orthogonal Multi Access) ứng dụng cho giao tiếp thiết bị với thiết bị (D2D - Device to Device) mạng tế bào hướng dẫn TS Nguyễn Tiến Hịa Trong q trình tìm hiểu, em biết thêm nhiều kiến thức bổ ích NOMA D2D nói riêng hiểu biết lý thuyết vơ tuyến nói chung Đây thực kiến thức bổ ích, giúp đỡ em q trình học tập làm việc Tóm tắt nội dung luận văn Ngày nay, nhu cầu thông tin di động tốc độ cao ngày tăng nhanh công nghệ thời dần không đủ khả cung cấp đầy đủ tài nguyên nhằm đáp ứng cho yêu cầu Để khai thác hệ thống mạng hiệu quả, nghiên cứu này, luận văn tập trung áp dụng hai công nghệ ứng cử viên giao tiếp thiết bị với thiết bị (D2D) kỹ thuật đa truy cập không trực giao (NOMA) Để tối ưu hóa cơng suất truyền tải cho tồn người dùng thiết bị, việc cấp phát công suất nghiên cứu cách kỹ lưỡng bao gồm cấp phát tần số, ghép cặp thiết bị, điểu khiển công suất Rõ ràng, việc gán kênh phụ ghép cặp thiết bị đóng vai trị quan trọng việc giảm tổng cơng suất truyền mạng người dùng di động thiết bị D2D tồn Hà Nội, Ngày 19 tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Tất Thắng Mục lục MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC vi Chương MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung 1.1.1 Xu hướng phát triển thông tin vô tuyến 1.1.2 Tính cấp thiết luận văn 1.1.3 Động lực nghiên cứu 1.1.4 Tình hình nghiên cứu nước 1.1.5 Những đóng góp luận văn 1.1.6 Bố cục luận văn 1.2 Lý thuyết xác suất 1.2.1 Phân bố Gaussian phức 1.2.2 Luật số lớn 1.2.3 Tính hội tụ biến ngẫu nhiên 1.2.4 Lý thuyết ma trận ngẫu nhiên (Random Matrix Theory) 12 1.2.5 Mơ hình HetNet 12 1.2.6 Lý thuyết kỹ thuật NOMA D2D 14 1.3 Kết luận chương 19 i Chương MÔ HÌNH HỆ THỐNG VÀ GIẢI PHÁP 20 2.1 Mơ hình hệ thống 20 2.1.1 Đặt vấn đề 20 2.1.2 Mơ hình hệ thống 21 2.1.3 Phân tích thơng lượng D2D CU 21 2.2 Cấp phát tần số, ghép cặp thiết bị điều khiển công suất cho vấn đề tối ưu 27 2.2.1 Thuật toán cấp phát tần số 27 2.2.2 Điều khiển công suất 29 2.2.3 Đề xuất ghép cặp tối ưu cho hệ thống 31 2.3 Kết luận chương 34 Chương KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 35 3.1 Kết mô 35 3.1.1 Mơ hình kênh 35 3.1.2 Đánh giá hiệu suất 37 3.2 Kết luận chương 42 Chương KẾT LUẬN 43 4.1 Các vấn đề giải 43 4.2 Các vấn đề mở rộng tương lai 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO ii 45 DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt AWGN Additive white Gaussian noise Nhiễu trắng Gauss BS Base Station Trạm gốc CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh truyền CU Cellular user Người dùng mạng tế bào D2D Device to Device Giao tiếp thiết bị với thiết bị DT D2D transmitter Thiết bị phát DR D2D receiver Thiết bị nhận EE Energy Efficiency Hiệu sử dụng lượng MIMO Multiple Input Multiple Output Kết nối sử dụng nhiều đầu vào đầu MRT Maximal-Ratio Transmit Truyền tỷ lệ tối đa NOMA Non Orthogonal Multiple Access Đa truy cập không trực giao OFDM Orthogonal Frequency Duplexing Ghép kênh phân chia Modulation theo tần số trực giao OMA Orthogonal Multiple Access Đa truy cập trực giao QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ SE Spectrum Efficiency Hiệu sử dụng phổ SIC Successive Interference Cancellation Triệt tiêu nhiễu liên tục SINR Signal to Interference Tỷ lệ cơng suất tín hiệu plus Noise Ratio cơng suất nhiễu công suất tạp âm SNR Signal-to-Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu tạp âm iii Danh sách hình vẽ 1.1 Dự báo tăng trưởng lưu lượng liệu năm Cisco 1.2 Dự báo số lượng thiết bị thông minh truy cập hệ thống mạng 1.3 Mơ hình mạng HetNet 13 1.4 Truyền tải NOMA 14 1.5 So sánh tốc độ bit hệ thống NOMA OMA 16 1.6 So sánh xác suất ngắt kết nối NOMA OMA 16 1.7 Ứng dụng đa dạng giao tiếp D2D 17 1.8 Giao tiếp D2D sử dụng chung tần số với mạng tế bào 18 2.1 Mô hình hệ thống 22 3.1 Tổng công suất phát thiết bị so sánh với số lượng thiết bị nhóm NOMA-D2D 37 3.2 Số lượng cặp D2D hoạt động với số lượng CU 38 3.3 Tổng công suất phát thiết bị so sánh với số lượng CU 39 3.4 Tổng công suất truyền thiết bị D2D so với số lượng nhóm D2D khác Mạng phục vụ người dùng di động , người số họ kích hoạt kênh riêng biệt 40 3.5 Xác suất truy cập hệ thống NOMA-D2D so với số lượng Nhóm D2D Mạng có kênh chất lượng dịch vụ cho máy phát [b/s/Hz] 41 iv Danh sách bảng 3.1 Thông số mô 35 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC Ký hiệu ∗ (.) T (.) H (.) Ý nghĩa Phép lấy liên hiệp phức Phép chuyển vị vectơ ma trận Phép chuyển vị vectơ ma trận đồng thời lấy liên hiệp phức (Hermitan transpose) E(X) m×n Kỳ vọng X (.) Ma trận kích thước m × n (m hàng, n cột) x Tín hiệu truyền từ người dùng mạng tế bào t Tín hiệu truyền từ người thiết bị phát yl Tín hiệu thu trạm phát k kênh tần số l hl,n Kênh truyền trạm gốc người dùng n g Kênh truyền thiết bị phát người dùng R Tốc độ liệu (rate) C Pl,n Công suất phát CU D,1 Pm,k Công suất phát cho cho thiết bị thuộc cặp k nhóm m H wl,n Véc tơ kết hợp trạm phát γ Giá trị SINR vi 3.1.2 Đánh giá hiệu suất Hình 3.1: Tổng cơng suất phát thiết bị so sánh với số lượng thiết bị nhóm NOMA-D2D Hình 3.1 so sánh tổng cơng suất cần thiết thiết bị D2D với số lượng cặp tế bào cỡ nhỏ NOMA-D2D Có xu hướng tổng quan tổng công suất tăng số lượng thiết bị tăng Cụ thể, tồn mạng có sử dụng phương pháp ghép cặp đề suất tiêu thụ tổng công suất từ 8, [mW] lên 34, [mW] số lượng cặp tăng từ lên 10 Ngoài ra, Với cách ghép cặp ngẫu nhiên tổng cơng suất tăng từ 5, 07 [mW] lên 39, 58 [mW] Với hệ thống khơng ghép cặp NOMA, thấy tổng công suất tăng mạnh theo số mũ lên tới 1572 lần số cặp tăng từ lên 10 Cuối cùng, hệ thống sử dụng ghép cặp đề xuất tiêu thụ 5% tới 10% công suất thấp so với hệ thống ghép cặp ngẫu nhiên Do đó, kết chứng minh độ hiệu phương pháp ghép cặp cho thiết bị D2D 37 Hình 3.2: Số lượng cặp D2D hoạt động với số lượng CU Hình 3.2 chứng minh số lượng cặp thiết bị D2D hoạt động phụ thuộc số lượng CU tồn Hình số lượng cặp D2D truy cập mạng phải đảm bảo chất lượng dịch vụ Bởi việc chia sẻ tài nguyên tần số thời gian, số lượng cặp D2D kết nối vào mạng giảm số lượng CU tồn tăng lên Rõ ràng trường hợp sử dụng phương pháp ghép cặp đề xuất tốt nhất, giảm từ 10 xuống cặp D2D Với hệ thống sử dụng phương pháp ghép cặp ngẫu nhiên khơng thể cho phép cặp D2D truy cập mạng có 10 CU hoạt động Đặc biệt trường hợp không sử dụng ghép cặp, hệ thống không cho phép thiết bị D2D hoạt động có CU Điều nhấn mạnh hệ thống NOMA hoạt động tối ưu thiết bị ghép cặp với phương pháp ghép cặp đề xuất hiệu cho phép nhiều cặp D2D kết nối 38 Hình 3.3: Tổng cơng suất phát thiết bị so sánh với số lượng CU Hình 3.3 cho thấy tổng cơng suất thiết bị D2D (6 thiết bị-3 cặp) so sánh với số lượng CU tồn Tổng cống suất hệ thống NOMA không ghép cặp tỷ lệ với số lượng CU tồn hệ thống không phục vụ CU Đối với phương thức, có giới hạn số lượng người dùng di động mà cơng suất truyền thiết bị D2D bão hịa Bởi người dùng D2D khơng thể vào mạng, giới hạn cho phương thức ghép nối thông thường đề xuất Hiện tượng xuất phát từ thực tế người dùng D2D vào mạng Bất người cố gắng làm vậy, hệ thống rơi vào miền không khả thi chất lượng bảo trì dịch vụ ngân sách lượng hạn chế người dùng Đối với mạng có 10 người dùng di động, hệ thống đề xuất phục vụ nhiều thiết bị D2D cơng suất truyền tối đa cho người dùng D2D 270 [mW] cao 240 [mW] với phương thức ghép cặp ngẫu nhiên 39 Hình 3.4: Tổng cơng suất truyền thiết bị D2D so với số lượng nhóm D2D khác Mạng phục vụ người dùng di động , người số họ kích hoạt kênh riêng biệt Hình 3.4 minh họa mối quan hệ tổng công suất truyền thiết bị D2D số lượng nhóm Hình cho thấy hiệu việc kết hợp gán kênh với DBM, Thuật toán Đầu tiên, công suất phát tăng theo số lượng tế bào cỡ nhỏ Tuy nhiên, kết hợp DBM phương pháp ghép cặp đề xuất yêu cầu tổng công suất truyền tăng chậm từ 0, [mW] lên 2, [mW] số lượng nhóm tăng từ lên Điều trái ngược với DBM kết hợp với ghép cặp ngẫu nhiên, mức tiêu thụ lượng tăng từ 0, 25 [mW] lên 3, [mW] Khơng có DBM, mạng tiêu thụ nhiều lượng vượt trội tất kịch xem xét Chỉ sử dụng phương thức ghép cặp đề xuất mà DBM, thiết bị D2D yêu cầu 9, [mW] để gửi liệu, cấp phát tần số thông thường ghép cặp ngẫu nhiên cần 11,5 [mW] Tóm lại, phương pháp chọn kênh đề xuất giúp giảm công suất phát lên tới lần kịch thử nghiệm so với chọn kênh ngẫu nhiên 40 Hình 3.5: Xác suất truy cập hệ thống NOMA-D2D so với số lượng Nhóm D2D Mạng có kênh chất lượng dịch vụ cho máy phát [b/s/Hz] Hình 3.5 cho thấy xác suất truy cập hệ thống NOMA-D2D số lượng tế bào cỡ nhỏ thiết bị D2D tăng lên Phương pháp cấp phát tần số đề xuất cho phép tất thiết bị D2D truy cập mạng miễn số lượng tế bào cỡ nhỏ thiết bị không vượt số lượng kênh khả dụng Nếu số lượng tế bào cỡ nhỏ thiết bị D2D lớn số lượng kênh con, kết hợp DBM ghép cặp đề xuất vượt trội chút so với kết hợp DBM ghép cặp ngẫu nhiên Hình cho thấy tầm quan trọng việc sử dụng phân bổ kênh nâng cao việc gán kênh ngẫu nhiên thực so với DBM đề xuất Xác suất truy cập cách sử dụng DBM tốt so với việc gán kênh ngẫu nhiên lên tới 39% 41 3.2 Kết luận chương Chương trình bày kết mơ đánh giá phương pháp cấp phát tần số ghép cặp nêu chương Các kết mô việc cấp phát tần số quan trọng cho hệ thống sử dụng lại tần số So với phương pháp truyền thống, phương pháp cấp phát tần số đề xuất có hiệu tốt vượt trội so với việc cho phép nhóm NOMA-D2D sử dụng tần số ngẫu nhiên phương pháp giúp thiết bị tránh can nhiễu lên giảm tối đa tác động từ người dùng mạng tế bào tồn sẵn Phương pháp ghép cặp thiết bị sử dụng kỹ thuật NOMA theo đề xuất cho hiệu tốt không đáng kể so với ghép cặp ngẫu nhiên giảm độ phức tạp hệ thống 42 Chương KẾT LUẬN 4.1 Các vấn đề giải Luận văn xem xét hệ thống mạng với việc tồn nhóm thiết bị D2D tế bào cỡ nhỏ người dùng di động Các cặp D2D không chia sẻ tài nguyên với tập hợp người dùng di động mà công nghệ NOMA giúp tăng cường hiệu sử dụng phổ Từ cấu trúc liên kết mạng, tốc độ truyền tải đạt được tính tốn cho thiết bị D2D người dùng di động, vấn đề tối thiểu hóa cơng suất truyền phát phải chịu ràng buộc lớn tất người dùng có sẵn mạng xây dựng Mặc dù vấn đề NP-hard, chia thành toán mà số chúng giải cách hiệu với độ phức tạp thấp Kết mô cho thấy vai trò quan trọng phương pháp cấp phát tần số ghép cặp việc giảm tổng công suất truyền mạng phục vụ thiết bị D2D người dùng di động Tóm lại, kết luận văn thể điểm Thứ nhất, mặt lý thuyết, luận văn có đóng góp sau: • Một hệ thống NOMA dựa D2D tế bào nhỏ tồn với mạng lớn cách sử dụng khái niệm ghép cặp thiết bị CU tồn với D2D Điều cho phép máy phát D2D giao tiếp với số máy thu D2D ghép cặp cho giao thức NOMA áp dụng cách hiệu Nhiều thiết bị D2D tập hợp thành nhóm • Bằng cách sử dụng tiêu chí tốc độ truyền tải đạt ngưỡng công suất phát trạm gốc thiết bị phát DT, vấn đề tối ưu 43 hóa tổng cơng suất truyền xây dựng cho tồn người dùng mạng • Xây dựng thuật toán cấp phát tần số ghép cặp cho nhóm thiết bị thơng qua tận dụng yếu tố kênh truyền Đồng thời tính tốn cấp phát công suất cho người dùng thiết bị đảm bảo chất lượng dịch vụ yêu cầu • Chứng minh lý thuyết xây dựng kết mơ 4.2 Các vấn đề mở rộng tương lai Với giả sử đặt nhiễu cặp nhóm triệt tiêu hoàn toàn điều kiện giải mã tín hiệu người dùng có kênh truyền tốt hồn hảo quan trọng việc số lượng tế bào cỡ nhỏ tồn hệ thống đa dạng loại giao tiếp 44 Tài liệu tham khảo [1] Huu, P N.; Tran-Quang, V and Miyoshi, T “Multi-hop Reed-Solomon encoding scheme for image transmission on wireless sensor networks“, Proc Fourth Int Conf Communications and Electronics (ICCE), pp 74-79, 2012 [2] Huu, P N.; Tran-Quang, V and Miyoshi, T “Low-complexity and energyefficient algorithms on image compression for wireless sensor networks“ in IEICE transactions on communications,pp 3438-3447, 2010 [3] Duong, T Q.; Chu, X and Suraweera, H A “ Ultra-Dense Networks for 5G and Beyond: Modelling, Analysis, and Applications “ , Wiley, 2019 [4] N Su and Q Zhu, “Power Control and Channel Allocation Algorithm for Energy Harvesting D2D Communications,” in Algorithms, vol 12, no 5, p 93, 2019 [5] T H Nguyen, T K Nguyen, H D Han and V D Nguyen, “Optimal Power Control and Load Balancing for Uplink Cell-Free Multi-User Massive MIMO,” IEEE Access, vol 6, pp 14462–14473, 2018 [6] M Agiwal, A Roy, and N Saxena, “Next generation 5G wireless networks: A comprehensive survey,” in IEEE Communications Surveys Tutorials, vol 18, no 3, pp 1617–1655, 2016 [7] "HetNet Forecast" Mobile Experts Retrieved 24 June 2011 [8] "HetNet Market Summary and Forecasts: Macro Cells, Small Cells and Wi-Fi Offload" ARCchart Archived from the original on 25 November 2012 Retrieved 17 November 2012 [9] Small Cell Forum (2016) HetNet and SON overview http:scf.io/doc/107: Small Cell Forum 45 [10] Small Cell Forum (2016) Integrated HetNet architecture framework http:scf.io/doc/172: Small Cell Forum [11] Small Cell Forum (2016) Role of SON in the HetNet deployment process http:scf.io/doc/173: Small Cell Forum [12] K Doppler, M Rinne, C Wijting, C B Ribeiro, and K Hugl, “Deviceto-Device communication as an underlay to LTE-advanced networks,” IEEE Communications Magazine, vol 47, pp 42–49, Dec 2009 [13] L Wang, H Tang, H Wu, and G L Stă uber, Resource Allocation for D2D Communications Underlay in Rayleigh Fading Channels,” IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol 66, pp 1159–1170, Feb 2017 [14] T Huynh, T Onuma, K Kuroda, M Hasegawa, and W J Hwang, “Joint downlink and uplink interference management for device to device communication underlaying cellular networks,” IEEE Access, vol 4, pp 4420–4430, 2016 [15] M Mohammadi, X Shi, B K Chalise, H A Suraweera, C Zhong, and J S Thompson, “Full-Duplex Non-Orthogonal Multiple Access for Modern Wireless Networks,” arXiv preprint arXiv:1710.11062, 2017 [16] H Tabassum, M S Ali, E Hossain, M Hossain, D I Kim, et al., “Nonorthogonal multiple access (NOMA) in cellular uplink and downlink: Challenges and enabling techniques,” arXiv preprint arXiv:1608.05783, 2016 [17] S M R Islam, M Zeng, O A Dobre, and K Kwak, “Resource allocation for downlink NOMA systems: Key techniques and open issues,” IEEE Wireless Communications, vol 25, no 2, pp 40–47, 2018 [18] M S Ali, H Tabassum, and E Hossain, “Dynamic user clustering and power allocation for uplink and downlink non-orthogonal multiple access (noma) systems,” IEEE Access, vol 4, pp 6325–6343, 2016 46 [19] S Ali, E Hossain, and D I Kim, “Non-orthogonal multiple access (NOMA) for downlink multiuser MIMO systems: User clustering, beamforming, and power allocation,” IEEE Access, vol 5, pp 565–577, Dec 2017 [20] J Zhao, Y Liu, K K Chai, Y Chen, M Elkashlan, and J AlonsoZarate, “NOMA-based D2D communications: Towards 5G,” in Global Communications Conference (GLOBECOM), no 16655075, pp 1–6, IEEE, Dec 2016 [21] Y Liu, Z Qin, M Elkashlan, Z Ding, A Nallanathan, and L Hanzo, “Non-orthogonal Multiple Access for 5G and Beyond,” Proceedings of the IEEE, vol 105, pp 2347–2381, Dec 2017 [22] Z Ding, X Lei, G K Karagiannidis, R Schober, J Yuan, and V Bhargava, “A Survey on Non-Orthogonal Multiple Access for 5G Networks: Research Challenges and Future Trends,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 35, pp 2181 – 2195, Oct 2017 [23] S M R Islam, N Avazov, O A Dobre, and K s Kwak, “Power-domain non-orthogonal multiple access (NOMA) in 5G systems: Potentials and challenges,” IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol 19, no 2, pp 721–742, 2017 [24] Z Ding, Z Yang, P Fan, and H V Poor, “On the Performance of NonOrthogonal Multiple Access in 5G Systems with Randomly Deployed Users,” IEEE Signal Processing Letters, vol 21, pp 1501–1505, Dec 2014 [25] Y Saito, A Benjebbour, Y Kishiyama, and T Nakamura, “Systemlevel performance evaluation of downlink non-orthogonal multiple access (NOMA),” in 24th International Symposium on Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), no 14023675, pp 611– 615, June 2013 47 [26] Y Saito, Y Kishiyama, A Benjebbour, T Nakamura, A Li, and K Higuchi, “Non-orthogonal multiple access (NOMA) for cellular future radio access,” in IEEE Vehicular Technology Conference (VTC Spring), pp 1–5, June 2013 [27] K Higuchi and A Benjebbour, “Non-orthogonal multiple access (NOMA) with successive interference cancellation for future radio access,” IEICE Transactions on Communications, vol 98, no 3, pp 403–414, 2015 [28] A Benjebbour, K Saito, A Li, Y Kishiyama, and T Nakamura, “Nonorthogonal multiple access (NOMA): Concept, performance evaluation and experimental trials,” in International Conference on Wireless Networks and Mobile Communications (WINCOM), pp 1–6, Oct 2015 [29] P Parida and S S Das, “Power allocation in OFDM based NOMA systems: A DC programming approach,” in Globecom Workshops (GC Wkshps), pp 1026–1031, Dec 2014 [30] Z Chen, Z Ding, X Dai, and G K Karagiannidis, “On the Application of Quasi-Degradation to MISO-NOMA Downlink,” IEEE Transactions on Signal Processing, vol 64, pp 6174–6189, Dec 2016 [31] J Zhao, Y Liu, K K Chai, Y Chen, and M Elkashlan, “Joint subchannel and power allocation for NOMA enhanced D2D communications,” IEEE Transactions on Communications, vol 65, no 11, pp 5081–5094, 2017 [32] Y Pan, C Pan, Z Yang, and M Chen, “Resource allocation for D2D communications underlaying a NOMA-based cellular network,” IEEE Wireless Communication Letter, vol 7, pp 130–133, 2018 [33] R Elouafadi and M Benjillali, “Cooperative NOMA-based D2D communications: A survey in the 5G/IoT context,” in 19th IEEE Mediterranean Electrotechnical Conference (MELECON), pp 132–137, May 2018 48 [34] F Zhou, Y Wu, R Q Hu, Y Wang, and K K Wong, “Energy-efficient noma enabled heterogeneous cloud radio access networks,” IEEE Network, vol 32, no 2, pp 152–160, 2018 [35] J.-B Kim, I.-H Lee, and J Lee, “Capacity scaling for D2D aided cooperative relaying systems using NOMA,” IEEE Wireless Communications Letters, vol 7, no 1, pp 42–45, 2018 [36] J.-M Kang and I.-M Kim, “Optimal user grouping for downlink NOMA,” IEEE Wireless Communications Letters, 2018 [37] M A Sedaghat and R R Mă uller, On user pairing in noma uplink, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 17, pp 3474 – 3486, May 2018 [38] B Di, L Song, Y Li, and G Y Li, “Non-orthogonal multiple access for high-reliable and low-latency V2X communications in 5G systems,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 35, pp 2383– 2397, Oct 2017 [39] H Tabassum, E Hossain, and J Hossain, “Modeling and analysis of uplink non-orthogonal multiple access in large-scale cellular networks using poisson cluster processes,” IEEE Transactions on Communications, vol 65, no 8, pp 3555–3570, 2017 [40] A M Shipon, H Ekram, and K D In, “Coordinated multipoint transmission in downlink multi-cell NOMA systems: Models and spectral efficiency performance,” IEEE Wireless Communications, vol 25, no 2, pp 24–31, 2018 [41] K S Ali, H Elsawy, A Chaaban, and M.-S Alouini, “Non-orthogonal multiple access for large-scale 5G networks: Interference aware design,” IEEE Access, vol 5, pp 21204–21216, Sept 2017 49 [42] Z Ding, Y Liu, J Choi, Q Sun, M Elkashlan, C I, and H V Poor, “Application of non-orthogonal multiple access in LTE and 5g networks,” IEEE Communications Magazine, vol 55, pp 185–191, Feb 2017 [43] Z Chen, Z Ding, and X Dai, “Beamforming for Combating Inter-cluster and Intra-cluster Interference in Hybrid NOMA Systems,” IEEE Access, vol 4, pp 4452–4463, Sept 2016 [44] T H Nguyen, H D Han, et al., “Optimal Power Control and Load Balancing for Uplink Cell-Free Multi-User Massive MIMO,” IEEE Access, vol 6, pp 14462–14473, 2018 [45] L Zhang, J Liu, M Xiao, G Wu, Y.-C Liang, and S Li, “Performance analysis and optimization in downlink NOMA systems with cooperative full-duplex relaying,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 35, no 10, pp 2398–2412, 2017 [46] A Ramezani-Kebrya, M Dong, B Liang, G Boudreau, and S H Seyedmehdi, “Robust power optimization for Device-to-Device communication in a multi-cell network under partial CSI,” in IEEE International Conference on Communications (ICC), pp 1–6, May 2017 [47] A Ramezani Kebrya, M Dong, B Liang, G Boudreau, and S H Seyedmehdi, “Joint power optimization for device-to-device communication in cellular networks with interference control,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 16, no 8, pp 5131–5146, 2017 [48] S Boyd and L Vandenberghe, Convex Optimization Cambridge University Press, 2004 [49] T V Chien, E Bjăornson, and E G Larsson, Joint power allocation and user association optimization for Massive MIMO systems,” IEEE Transactions on Wireless Communications, vol 15, no 9, pp 6384 – 6399, 2016 50 [50] CVX Research Inc., “CVX: Matlab software for disciplined convex programming, academic users,” 2015 [51] R Horn and C Johnson, Matrix Analysis Cambridge University Press, 2003 51 ...TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU NĂNG NĂNG LƯỢNG VÀ HIỆU NĂNG PHỔ TRONG MẠNG HỖN TẠP THẾ HỆ TIẾP THEO CỦA 5G NGUYỄN TẤT THẮNG mrthanglc@gmail.com Ngành Kỹ... THẠC SĨ Họ tên tác giả luận văn: Nguyễn Tất Thắng Đề tài luận văn: Giải pháp nâng cao hiệu năng lượng hiệu phổ mạng hỗn tạp hệ 5G Chuyên ngành: Kỹ thuật viễn thông Mã số SV: CB180172 Tác giả, Người... thường (OMA) công nghệ cốt lõi để đạt hiệu suất cao mặt thông lượng [20], hướng tới mục tiêu hệ thứ (5G) để đạt dung lượng mạng cao hơn, việc phát triển mạng không dây lên 5G đặt thách thức thực