Оптимізація спектральної ефективності у мережах зв’язку шостого покоління
Вантажиться...
Файли
Дата
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
DOI
Анотація
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 system
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 design
of high-performance 5G/6G broadcast systems aimed at supporting multimedia and mission-critical services in
future telecommunication networks.
Стрімкий розвиток бездротових технологій і зростання вимог до швидкості, надійності та енергоефективності 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 мультидоступу (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 D2Dпідтримкою. Результати дослідження показали, що запропонована архітектура забезпечує суттєве підвищення спектральної ефективності, зниження імовірності відмови користувачів і збільшення пропускної 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.
Стрімкий розвиток бездротових технологій і зростання вимог до швидкості, надійності та енергоефективності 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 мультидоступу (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 D2Dпідтримкою. Результати дослідження показали, що запропонована архітектура забезпечує суттєве підвищення спектральної ефективності, зниження імовірності відмови користувачів і збільшення пропускної 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.
Опис
Ключові слова
УДК
Тип документа
Мова
ISSN
Бібліографічний опис
Васильківський М. В., Прикмета А. В., Васильківський А. О. Оптимізація спектральної ефективності у мережах зв’язку шостого покоління // Сучасні проблеми інфокомунікацій, радіоелектроніки та наносистем (СПІРН-2025) : матеріали Х Міжнародної науково-технічної конференції, Вінниця, 05–07 листопада 2025 р. Електрон. текст. дані. Вінниця : ВНТУ, 2025. URI: https://conferences.vntu.edu.ua/index.php/spirn/spirn2025/paper/view/26075.
Зібрання
Схвалення
Рецензія
Доповнено
Цитується в
Список використаної літератури (6)
- 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).
- 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).
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.