شکل دهی پرتو و تسهیم توان در سیستم های نسل پنجم مشارکتی مبتنی بر SWIPT ،NOMA و برداشت انرژی خورشیدی

در شبکه های بی سیم نسل پنجم (5G)، به منظور بهبود بازدهی طیفی و پایداری ارتباط می توان به ترتیب از روش های دسترسی چندگانه غیرمتعامد (NOMA) و انتقال همزمان داده و توان بی سیم (SWIPT) استفاده نمود. در این مقاله، یک پروتکل SWIPT NOMA مشارکتی در حالت چند آنتنی MISO فروسو مورد بررسی قرار گرفته است که در آن یک کاربر با شرایط کانال قوی (کاربر دوم) به عنوان رله برداشت کننده انرژی با یک کاربر با شرایط کانال ضعیف تر (کاربر اول) مشارکت می نماید. همچنین برای بهبود عملکرد، غیر از برداشت انرژی از سیگنال های رادیویی، برداشت انرژی خورشیدی نیز در کاربر دوم در نظر گرفته شده است. در ادامه، یک طراحی بهینه سازی روی ضریب تسهیم توان در رله و بردار شکل دهی پرتو در فرستنده به منظور بیشینه کردن نرخ داده کاربر دوم و رفع نیازهای کیفیت سرویس (QoS) کاربر اول انجام شده است. پس از فرمول بندی مساله بهینه سازی، عملکرد سیستم از نظر نرخ مجموع و احتمال امکان پذیری بهینه سازی به ازای سطوح مختلفی از سطح توان برداشت شده از خورشید، شبیه سازی شده است. بر اساس نتایج به دست آمده، می توان گفت برداشت انرژی خورشید، بخصوص در SNRهای پایین، بهبود قابل توجهی را برای روش SWIPT NOMA مشارکتی از نظر نرخ مجموع و احتمال قطعی به همراه دارد.