Hình 2 .2 Phân bổ nguồn lực trong PD-NOMA
Hình 2.6 SIC với công suất giảm dần
Lược đồ này xem xét một kịch bản đường xuống trong ô tế bào, nơi có một trạm gốc (BS), và N người dùng 𝑈𝑖, với 𝑖 ∈ 𝑁 = {1,2, . . 𝑁}, và tất cả các thiết bị đầu cuối đều được trang bị một ăng-ten đơn. Lưu ý rằng một kịch bản đường lên tương tự cũng có thể được mô tả, và một lược đồ NOMA có thể được áp dụng. BS luôn gửi dữ liệu đến tất cả người dùng cùng một lúc, tùy thuộc vào ràng buộc của tổng công suất. Giả thiết rằng các liên kết vô tuyến là độc lập và phân phối giống
nhau (i.i.d -independent and identicallydistributed) Rayleigh fading và nhiễu Gaussian trắng (AWGN-additive white Gaussian noise). Các kênh được sắp xếp là 0 < |h1| ≤ |h2| ≤ ⋯ ≤ |ℎ𝑖| ≤ |ℎ𝑁|
Lược đồ NOMA cho phép phục vụ đồng thời tất cả người dùng bằng cách sử dụng toàn bộ băng thông hệ thống (B) để truyền dữ liệu với sự trợ giúp của SC tại các kỹ thuật giải mã BS và SIC tại người dùng. Ở đây, ghép kênh người dùng được thực thi trong miền năng lượng (power domain). BS truyền dữ liệu tuyến tính chồng chất của người dùng bằng cách phân bổ một phần của tổng công suất cho mỗi nguồn 𝑈𝑖, công suất được phân bổ cho người dùng 𝑖𝑡ℎ là 𝑃𝑖 = 𝛽𝑖. 𝑃
Ở đầu nhận, mỗi người dùng 𝑈𝑖 giải mã tín hiệu của người dùng yếu hơn, tức là, có thể giải mã tín hiệu cho mỗi người dùng 𝑈𝑚 với 𝑚 < 𝑖. Các tín hiệu cho người dùng yếu hơn sau đó được trừ đi từ tín hiệu nhận được để giải mã tín hiệu của người dùng 𝑈𝑖, chính nó xử lý tín hiệu của người dùng mạnh hơn 𝑈𝑚 với 𝑚 > 𝑖 như là nhiễu. Tín hiệu nhận được tại người dùng 𝑈𝑖 có thể được biểu diễn bằng:
𝑦𝑖 = ℎ𝑖𝑥𝑖+ 𝑤𝑖 (2.11) Ở đây, 𝑥 = ∑𝑁 √𝑃. 𝛽𝑖𝑆𝑖
𝑖=1 là tín hiệu chồng chập được truyền bởi BS, với 𝑆𝑖 tín hiệu cho người dùng 𝑈𝑖. Ngoài ra, 𝑤𝑖 AWGN của người dùng 𝑈𝑖 trung bình bằng không và phương sai 𝜎𝑛2. Nếu tín hiệu chồng chất tại BS, và SIC tại 𝑈𝑖, được thực hiện hoàn hảo, tốc độ dữ liệu đạt được cho người dùng cho hệ thống 1 Hz BW được cho bởi:
𝑅𝑖 = log2(1 + 𝛽𝑖𝑃|ℎ𝑖|2
𝑃|ℎ𝑖|2∑𝑁𝑘=𝑖+1𝛽𝑘+𝜎𝑛2) (2.12)
Lưu ý rằng tốc độ dữ liệu của người dùng 𝑈𝑁 là: 𝑅𝑁 = log2(1 +𝛽𝑁𝑃|ℎ𝑁|2
𝜎𝑛2 ) (2.13)
Người dùng này giải mã liên tiếp và hủy tất cả các tín hiệu của người dùng khác trước khi giải mã tín hiệu riêng của mình.
Cũng lưu ý rằng người dùng mạnh trải nghiệm điều kiện kênh tốt hơn, nhưng điều đó không có nghĩa là cường độ tín hiệu mạnh hơn. Trong thực tế, một công
suất phát thấp hơn được gán cho một người dùng mạnh và người dùng yếu được gán nhiều công suất hơn. Do đó, tín hiệu của người dùng yếu là tín hiệu mạnh nhất. Vì vậy, NOMA không mâu thuẫn với khái niệm cơ bản của SIC, việc giải mã tín hiệu mạnh nhất nên được thực hiện trước tiên.
Hình 2.7 thể hiện sơ đồ NOMA đã đề cập ở trên với hai người dùng. Với NOMA, toàn bộ băng thông 1 Hz, B được sử dụng đồng thời bởi hai người dùng. Tuy nhiên, với OMA, người dùng 1 sử dụng 𝛼Hz và còn lại (1 − 𝛼) Hz được gán cho người dùng 2.