Sistema MIMO-NOMA Cooperativo com Seleção de Antena e Retransmissão DF

Abstract

Resumo-Este artigo investiga o desempenho de um sistema cooperativo com múltiplas antenas e empregando acesso múltiplo não-ortogonal para a transmissão da informação. Em particular, uma estação base utiliza a técnica de codificação por superposição para se comunicar simultaneamente com um par de usuários através da ajuda de um relay do tipo decodifica-e-encaminha. O esquema de seleção de antena transmissora e a técnica de combinação por seleção são empregadas na estação base e nos usuários, respectivamente. Expressões em forma fechada para a probabilidade de outage são obtidas e através delas uma análise assintóticaé realizada. Exemplos numéricos representativos são apresentados com o intuito de investigar o efeito do número de antenas, coeficientes de alocação de potência, bem como a distância entre os terminais, no desempenho sistêmico. Por fim, simulações computacionais são apresentados para validar os resultados analíticos. Palavras-Chave-Acesso múltiplo não-ortogonal, cancelamento sucessivo de interferência, codificação por superposição, diversidade cooperativa, múltiplas antenas, probabilidade de outage. Abstract-This paper investigates the performance of a cooperative system with multiple antennas and employing nonorthogonal multiple access for the information transmission. In particular, a multi-antenna base station uses superposition coding to communicate simultaneously with a pair of multiantenna users by the aid of a single-antenna decode-and-forward relay. The transmit antenna selection scheme and the selection combining technique are employed in the base station and users, respectively. Closed-form expressions for the outage probability are obtained and based on them an asymptotic analysis is performed. Representative numerical examples are presented with the purpose of investigating the effect of antenna number, power allocation coefficients, as well as the distance between the terminals, in the system performance. Finally, computational simulations are presented to validate the analytical results.