Ўзбекистон республикаси ахборот технологиялари ва коммуникацияларини ривожлантириш вазирлиги муҳаммад ал-хоразмий номидаги

5G ТИЗИМИДА СПЕКТРАЛ САМАРАДОРЛИКНИ ОШИРИШ 
УСУЛЛАРИНИ ТАҲЛИЛ ҚИЛИШ
Ҳ.Х. Мадаминов (доцент, Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги ТАТУ) 
У.Ҳ.Беккамов (магистрант, Муҳаммад ал-Хоразмий номидаги ТАТУ) 
Сўнгги йилларда бешинчи авлод (5G) уяли алоқа тармоқлари учун 
ортогонал бўлмаган кўп сонли уланиш (NOMA
6
– Non-Orthogonal Multiple 
Access) схемаларига катта эътибор берилмоқда. 5G-да NOMA-ни қабул 
қилишнинг асосий сабаби бир хил вақт ва частота манбаларидан 
фойдаланган ҳолда бир нечта фойдаланувчиларга хизмат кўрсатиш 
қобилиятига боғлиқ.
Икки асосий NOMA техникаси мавжуд: қувват-бўйича 
ва код-бўйича. Қувват бўйича NOMA қувват орқали мултиплекслашга 
эришади, код бўйича NOMA эса код орқали мултиплекслашга эришади.
1-расм: Битта БС ва иккита фойдаланувчидан иборат битта сотада NOMA-нинг 
downlink алоқаси 
NOMA трансмиттерда суперпозиция кодлаши ва қабул қилгичда кетма-
кет шовқинларни бекор қилиш (SIC – Successive Interference Cancellation) дан 
фойдаланади, 
шу 
тарзда 
фойдаланувчиларни 
қувват 
доменида 
мултиплекслашни амалга оширади. 1-расмда кўрсатилгандек, базавий 
станция (BS) суперпозицияланган сигналларни иккита фойдаланувчига 
юборади, бунда 1-фойдаланувчи 2-фойдаланувчига қараганда юқори канал 
самарадорлигига эга бўлади. NOMA-да юқори канал самарадорлигига эга 
фойдаланувчи ва пастроқ канал самарадорлигига эга фойдаланувчига 
нисбатан одатда мос равишда кучли ва заиф фойдаланувчи терминлари 
6
S. M. R. Islam, N. Avazov, O. A. Dobre, and K. S. Kwak, “Power-domain non-orthogonal multiple access 
(NOMA) in 5G systems: potentials and challenges,” 
IEEE Commun.
. 
Surveys Tuts.
, vol. PP, no. 99, pp. 1-1, Oct. 
2016. 

---

53 
қўлланилади. Кучли фойдаланувчи аввал заиф фойдаланувчи сигналини SIC 
орқали олиб ташлайди, сўнгра ўз сигналини декодлайди; заиф фойдаланувчи 
эса кучли фойдаланувчининг сигналини шовқин деб ҳисоблайди ва тўғридан-
тўғри ўз сигналини аниқлаб олади. Канал самарадорлиги ёмонлашуви ва 
кўпроқ шовқинлар сабаб заиф фойдаланувчига NOMA-да тенгликни 
таъминлаш учун кўпроқ қувват берилади.
NOMA-нинг фойдали томонлари.
 
NOMA анъанавий ортогонал кўп сонли 
уланишдан (ОМА) бир неча жиҳатларда устунлик қилади, масалан:
1) Бир 
вақтнинг ўзида ва бир хил частотали ресурс билан бир нечта 
фойдаланувчиларга хизмат кўрсатиш ва SIC орқали шовқинларни бартараф 
этиш орқали юқори спектрал самарадорликка эришилади; 2) Бу бир вақтнинг 
ўзида хизмат кўрсатадиган фойдаланувчилар сонини кўпайтиради ва шу 
билан массив уланишни қўллаб-қувватлайди; 3) бир вақтнинг ўзида узатиш 
хусусияти туфайли фойдаланувчи ўз маълумотларини узатиш учун 
режалаштирилган вақт оралиғидан ўтишга ҳожат йўқ ва шунинг учун у 
камроқ кечикишлар билан маълумотларни узатади; 4) NOMA кучли ва 
кучсиз фойдаланувчилар ўртасида қувватни мослаштиришни бошқариш 
орқали фойдаланувчиларнинг тенглигини ва турли хил хизмат сифатини 
сақлаб туриши мумкин; Хусусан, заиф фойдаланувчига кўпроқ қувват 
ажратилганлиги сабабли, NOMA сотанинг юқори ўтказувчанлигини 
таъминлайди ва шу билан фойдаланувчи имкониятларини яхшилайди.
Мавжуд NOMA ечимлари.
 
Saito ва бошқалар биринчи бўлиб 5G уяли 
алоқа тармоқлари учун NOMA имкониятларини очиб берди ва NOMA ОМА-
дан имкониятлари ва фойдаланувчилар тенглиги бўйича устунлигини 
намойиш этди. Ўшандан бери бутун дунё бўйлаб тадқиқотчилар NOMA 
концепциясини 
кейинги 
авлод 
радиоэшиттириш 
технологиясига 
айлантиришни ўрганишни бошладилар.
NOMA-даги дастлабки ишларнинг 
аксарияти битталик кириш битталик чиқишга (SISO - Single-Input Single-
Output) 
қаратилган 
бўлиб, 
уларда 
қувватни 
тақсимлаш 
ва 
фойдаланувчиларнинг тенглиги асосий муаммо ҳисобланади.
NOMA-да 
қувватни тақсимлаш нафақат сумма ставкасини максимал даражага 
кўтаришга қаратилган, балки сумма ставкаси даражаси ва умуман 
фойдаланувчи тенглигини инобатга олади.
Бунинг сабаби, агар мақсад сумма 
ставкасини максимал даражага кўтариш бўлса ва шу билан ОМА орқали ҳеч 
қандай фойда бўлмаса, NOMA кучли фойдаланувчига барча қувватни 
тайинлайди. NOMA-да кучли ва заиф фойдаланувчилар учун индивидуал 
ставкалар ОМА-даги кўрсаткичлардан юқори бўлишини кафолатлайдиган 
динамик қувват тақсимлаш схемаси таклиф этилади.
Фойдаланувчиларнинг 
тенглиги нуқтаи назаридан мос равишда max-min маълумотлар тезлиги ва 
min-max узилиш эҳтимолини ҳисобга олади. Ифодаланган муаммолар яққол 
кўзга ташланмаган бўлса-да, ҳар иккала ҳолатда ҳам оптимал ечимни 
берадиган паст комплексли полином алгоритмлари ишлаб чиқилган. NOMA-
нинг ишлаш кўрсаткичларини уни кўп сонли-кириш кўп сонли-чиқиш 
(MIMO - Multiple-Input Multiple-Output) технологияси билан бирлаштириш 

---

54 
орқали янада ошириш мумкин. MIMO-NOMA-да фойдаланувчилар 
кластерларга бирлаштирилади ва NOMA фақат битта кластердаги 
фойдаланувчилар орасида қўлланилади. Оптимал фойдаланувчи жуфтлигини 
олиш унчалик аҳамиятли эмас, чунки тўла излашга кўп вақт сарфланиши 
мумкин. Ҳисоблаш юкламасини енгиллаштириш учун тасодифий жуфтлик 
қабул қилинади. Бундан ташқари, каналларнинг ўзаро корреляцияси ва 
самарадорлик фарқига асосланиб, кўпроқ ресурсга муҳтож бўлган 
фойдаланувчини 
жуфтлаштириш 
алгоритми 
таклиф 
қилинмоқда.
Фойдаланувчилар кластерларга бирлаштирилгандан сўнг, MIMO каналини 
бир нечта параллел SISO
7
каналларига айлантирадиган бир хил кластердаги 
фойдаланувчилар томонидан умумий кодлаш вектори тақсимланади.
Тадқиқот муаммолари. 
Шуниси эътиборга лойиқки, асосий тадқиқот 
вазифаси юқорида муҳокама қилинган NOMA чекловларини енгиб ўтишдир. 
Бундан ташқари, яна бир нечта очиқ масалаларни ҳал қилиш керак.

Биринчидан, BS ва фойдаланувчи қурилмаларининг зичлиги ошгани 
сайин, кўп сотали тармоқларда ICI муаммоси жиддийлашиши мумкин.
Интерференцияларни камайтириш масаласи гетероген тармоқлар учун янада 
қийинроқ бўлиши мумкин. 

Иккинчидан, ташувчиларни бирлаштириш (CA) нинг NOMA 
асосидаги тизим билан интегрaцияси фойдаланувчилар маълумотлари 
оқимини янада ошириши мумкин. NOMA ечимлари учун қайси CА тури мос 
келиши ҳали аниқланмаган. 

Учинчидан, мураккаблиги паст бўлган ресурсларни тақсимлаш 
алгоритмларини ишлаб чиқиш муҳимдир, чунки улар NOMA ишлашини 
оптималлаштиришда ҳал қилувчи рол ўйнайди. 

Тўртинчидан, NOMA-ни 5G, яъни катта MIMO ва mmWave учун 
бошқа имкониятларни берувчи технологиялар билан интегрatsiя қилиш 
муҳим аҳамиятга эга ва катта MIMO ва mmWave тармоқлари учун мос 
бўлган NOMA ечимларини ўрганиш учун кўпроқ куч талаб этилади; 

Ва ниҳоят, NOMA учун физик қатлам хавфсизлигини қандай амалга 
ошириш кераклиги қизиқарли тадқиқот йўналиши ҳисобланади. 
Хулоса қилиб
 
мақолада NOMA нинг юқори спектрал самарадорлиги 5G 
радиоэшиттириш учун жуда истиқболли эканлигини кўрсатади.
Бугунги 
кунга келиб, NOMA турли хил нуқтаи назардан келиб чиққан ҳолда 
ўрганилган, шу жумладан ресурсларни тақсимлаш ва тенглик томонларидан 
ҳам.
NOMA потенсиали фақат SISO тизимлари билан чекланиб қолмайди;
унинг имкониятларини MIMO тизимларида NOMA-ни қўллаш орқали янада 
ошириш мумкин.
NOMA-ни қўллаш алоқа тизимларига, шу жумладан 
mmWave ва бошқа тизимларга ҳам кириб боради.
NOMA-ни янада амалий 
қилиш учун унинг кўп сотали тармоқларда хато тарқалиши ва ICI каби 
чекловларини енгиб ўтиш керак. 
7
M. Zeng, A. Yadav, O. A. Dobre, G. I. Tsiropoulos, and H. V. Poor, “Capacity comparison between MIMO-
NOMA and MIMO-OMA with multiple users in a cluster,” accepted with minor revisions in 
IEEE J. Sel. Areas 
Commun.
, Apr. 2017. 

---

55