بهبود شاخص عدالت جین و بهینه‌سازی مصرف توان فرستنده در سیستم‌های noma

در این مقاله روشی برای تخصیص توان سیستم‌های دسترسی چندگانه نامتعامد (noma) در لینک فروسو ارائه شده‌است، به‌گونه‌ای‌که عدالت بین کاربران از نظر ظرفیت هر کاربر تامین شده و هم‌چنین توان فرستنده نیز به‌صورت بهینه مصرف شود. در پژوهش‌های گذشته برای این منظور عمدتاً به تعریف مسائل بهینه‌سازی و حل آن‌ها پرداخته شده‌است و یا مانند روشی با عنوان fair-noma تنها به بیشینه‌کردن ظرفیت کاربران در مقایسه با یک سیستم دسترسی چندگانه متعامد (oma) توجه شده اما اختلاف ظرفیت کاربران و هم‌چنین بهینه‌بودن مصرف توان فرستنده درنظر گرفته نشده است. در این مقاله یک سیستم noma در لینک فروسو با 2 و بیشتر از 2 کاربر در نظر گرفته شده‌است. در حالت 2 کاربری با مساوی قراردادن ظرفیت کاربران، شاخص عدالت جین بیشینه و عدالت بین کاربران در مصرف توان فرستنده برقرار گشته است و مشکل اختلاف ظرفیت کاربران حل شده‌است. هم‌چنین با شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای نشان داده می‌شود که ظرفیت کاربر با شرایط کانال ضعیف‌تر با این روش بهبود قابل‌قبولی می‌یابد. علاوه‌براین، در سیستم noma با بیش از 2 کاربر با تخصیص یک ضریب توان ثابت به کاربری که ضعیف‌ترین شرایط کانال را دارد، توان به‌گونه‌ای به سایر کاربران تخصیص داده می‌شود که مصرف توان فرستنده بهینه شود. شبیه‌سازی‌های مختلف برای مقایسه و نشان‌دادن موثربودن ایده‌های پیشنهادی ارائه شده‌است.

Improving Jain Fairness Index and Optimizing Transmitter Power Consumption in NOMA Systems.

In this paper, an approach is proposed for power allocation in Nonorthogonal multiple access (NOMA) systems in downlink to achieve user fairness from user capacity perspective and to optimize transmitter power consumption as well. In recent works, researchers have defined optimization problems and solved them, as in a method called FairNOMA, to maximize the capacity of each user in NOMA compared to OMA but the difference between the capacity of users and optimizing the transmitter power consumption are not considered. In this paper, a NOMA system with 2 and more than 2 users in downlink is considered. In the 2user scenario by equating capacities of users, the Jain fairness index is maximized, fairness is achieved in transmitter power consumption and the difference between the capacities of users is eliminated. In addition, computer simulations show that the capacity of the user with weaker channel gain improves noticeably. Moreover, in a NOMA system with more than 2 users a fixed power coefficient is allocated to the user with the weakest channel condition, and power allocation to the other users is done in a way that the transmitter power consumption is optimized. Computer simulations is carried out to verify the effectiveness of the suggested methods.