Phân tích xác suất dừng của hệ thống RSMA được hỗ trợ bởi RIS trên kênh fading Nakagami-m
DOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.IITE.2025.72-82Từ khóa:
Xác suất dừng; Hiệu quả năng lượng; Đa truy nhập phân chia theo tỷ lệ; Bề mặt thông minh tái cấu hình; Khử nhiễu liên tiếp không hoàn hảo.Tóm tắt
Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất và phân tích một hệ thống RSMA có hỗ trợ bởi RIS. Khung nghiên cứu được thiết kế nhằm nâng cao hiệu quả truyền dẫn bằng cách khai thác đồng thời cả liên kết trực tiếp và liên kết phản xạ qua RIS để phục vụ hai người dùng. Xét đến tính thực tiễn, chúng tôi đưa vào mô hình sự không hoàn hảo của quá trình khử giao thoa liên tiếp (SIC). Dưới mô hình kênh fading Nakagami-m, các biểu thức dạng đóng cho xác suất dừng (OP) và hiệu quả năng lượng (EE) được dẫn xuất và kiểm chứng thông qua mô phỏng Monte Carlo với số vòng lặp lớn. Bên cạnh đó, một phân tích so sánh toàn diện với hệ thống NOMA có hỗ trợ bởi RIS cũng được thực hiện. Kết quả mô phỏng cho thấy hệ thống đề xuất vượt trội đáng kể so với NOMA về chỉ số OP. Các tác động của những tham số hệ thống chính, bao gồm số phần tử phản xạ RIS, công suất phát, tần số sóng mang, mức độ nghiêm trọng của fading và độ không hoàn hảo của SIC, đều được khảo sát chi tiết. Các kết quả đạt được cho thấy RSMA có hỗ trợ RIS là một giải pháp đầy hứa hẹn nhằm nâng cao độ tin cậy cho các mạng không dây 6G trong tương lai.
Tài liệu tham khảo
[1]. Liang, J., Chan, T.-T., and Pan, H. "Minimizing age of collection for multiple access in wireless industrial Internet of Things", IEEE Internet of Things Journal, 11(2), 2753–2766, (2024).
[2]. Zhang, Y et al. "Multiple access integrated adaptive finite blocklength for ultra-low delay in 6G wireless networks", IEEE Transactions on Wireless Communications, 23(3), 1670–1683, (2024).
[3]. Zheng, G., Wen, M., Wen, J., and Shan, C. "Joint hybrid precoding and rate allocation for RSMA in near-field and far-field massive MIMO communications", IEEE Wireless Communications Letters, 13(4), 1034–1038, (2024).
[4]. Aswini, K. et al. "Performance analyses of intelligent reflecting surface aided downlink multi-user rate-splitting multiple access system for 6G applications", Computer Networks, 242, 110271, (2024).
[5]. Huang, C., Zappone, A., Debbah, M., and Yuen, C. "Achievable rate maximization by passive intelligent mirrors", in Proc. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP), 3714–3718, (2018).
[6]. Huang, C., et al. "Reconfigurable intelligent surfaces for energy efficiency in wireless communication", IEEE Transactions on Wireless Communications, 18(8), 4157–4170, (2019).
[7]. Yang, Z., et al. "Energy efficient rate-splitting multiple access (RSMA) with reconfigurable intelligent surface", in IEEE International Conference on Communications Workshops, 1–6, (2020).
[8]. Z. Niu et al., “Active RIS assisted rate-splitting multiple access network: Spectral and energy efficiency tradeoff,” IEEE Wireless Commun. Lett., Vol. 12, No. 5, pp. 867–871, (2023).
[9]. Fang, T., et al. "Fully connected reconfigurable intelligent surface aided rate-splitting multiple access for multi-user multi-antenna transmission", arXiv preprint arXiv:2201.07048, (2022).
[10]. Weinberger, K et al. "Synergistic benefits in IRS- and RS-enabled C-RAN with energy-efficient clustering", IEEE Transactions on Wireless Communications, 1–1, (2022).
[11]. Bansal, A., Singh, K., and Li, C.-P. "Analysis of hierarchical rate-splitting for intelligent reflecting surfaces-aided downlink multiuser MISO communications", IEEE Open Journal of the Communications Society, 2, 785–798, (2021).
[12]. Pham, X.-N., Nguyen, B.-C., Thi, T.-D., Nguyen, V.-V., Minh, B.-V., Kim, T., Nguyen, T.-N., and Le, A.-V. "Enhancing data rate and energy efficiency of NOMA systems using reconfigurable intelligent surfaces for millimeter-wave communications", Digital Signal Processing, 151, 104553, (2024).
[13]. Do, T.-N., Kaddoum, G., Nguyen, T.-L., Da Costa, D.-B., and Haas, Z. J. "Multi-RIS-aided wireless systems: Statistical characterization and performance analysis", IEEE Transactions on Communications, 69(12), 8641–8658, (2021).
[14]. Van, Q.-N., Nguyen, B.-C., Hoang, T.-M., Nguyen, H.-M., Nguyen, V.-V., Luu, G.-T., et al. "Multiple RISs for enhancing the secrecy performance of NOMA systems over realistic Nakagami-m fading channels", IEEE Transactions on Vehicular Technology, 73(5), 6584–6599, (2023).
[15]. Jeffrey, A., and Zwillinger, D. "Table of integrals, series, and products", Academic Press, (1994).
[16]. Singh, S.-K., Agrawal, K., Singh, K., and Li, C.-P. "Outage probability and throughput analysis of UAV-assisted rate-splitting multiple access", IEEE Wireless Communications Letters, 10(11), 2528–2532, (2021).
