I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   19 ,   N o .   1 J ul y   20 20 ,   pp .   23 3 ~ 2 40   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 9 .i 1 . pp23 3 - 240             233       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   N o v e l   m u l t i p l e   a c c e ss  f o r   c o o p e r a t i v e   n e t w o r k s w i t h     n a k a g a m i - m   f a d i n g :   sy st e m   m o d e l   a n d   p e r f o r m a n c e   a n a l y s i s       Tu - Tr i n h   Th i   N gu ye n 1 ,   D i n h - Th u an   D o 2     1 F a c ul t y   of   E l e c t r o ni c s   T e c hno l o gy ,   I ndus t r i a l   U n i v e r s i t y   of   H o   C hi   M i nh   C i t y ,   V i e t n a m   2 W i r e l e s s   C o m m uni c a t i o ns   R e s e a r c h   G r o up,   T o D uc   T ha ng   U n i v e r s i t y ,   V i e t n a m   2 F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   T o D uc   T h a ng   U ni v e r s i t y ,   V i e t na m       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e A pr   1 8 ,   201 9   R e v i s e A ug   1 3,   20 19   A c c e pt e J a n   15 ,   202 0       T hi s   s t udy   c o ns i de r s   t h e   pe r f o r m a nc e s   o f   a   do w nl i nk   no n - or t ho g o na l   m ul t i p l e   a c c e s s   ( N O M A )   ne t w o r o v e r   N a ka g a m i - m   f a di ng   c ha nne l s .     T hi s   s c he m e   e m p l oy s   t w o   ho t r a ns m i s s i o n.   W e   f i r s t   e xa m i ne   t h e   a na l y t i c a l   o ut a g e   pr o ba b i l i t y   e xpr e s s i o f o r   e a c us e r   a nd  t he t h e s e   r e s u l t s   a r e   v e r i f i e by   M o nt e   C a r l o   s i m u l a t i o ns .   B a s e upo t h e   o ut a g e   pr o ba b i l i t y ,   t he   m a xi m a l   t hr o ug hput   a r e   o bt a i n e a nd  a na l y z e unde r   d i f f e r e n t   p a r a m e t e r s .   F ur t he r m o r e ,   t he   e f f e c t s   o f   N a ka g a m i - m   c ha nne l   f a d i ng   o t he   p r o ba bi l i t y   a nd  t h r o ug hput   a r e   i nv e s t i g a t e d .   T he   r e s ul t s   i nd i c a t e   t ha t   t h e   pe r f o r m a nc e   o f   t he   N O M A   s y s t e m   i s   e xc e l l e n t   a s   a pp r o pr i a t e   s e l e c t i o o f   s i m u l a t e d   pa r a m e t e r s .   T h i s   a na l y s i s   c a be   r e c o m m e nde f o r   de s i g ni ng   t h e   N O M A   s y s t e m s   i t h e   f u t ur e   f i f t h - g e ne r a t i o n   w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n.   Ke y w or ds :   NOMA     O ut a ge   p r o b a b i l i t y   T hr o ug h put   C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   D i nh - T hua D o ,   F a c ul t y   of   E l e c t r i c a l   &   E l e c t r o n i c s   E ngi n e e r i n g ,   T o D uc   T ha n U n i v e r s i t y ,     H o   Ch i   M i nh  Ci t y ,   V i e t na m .   E m a i l :   do di nh t hua n@ t d t u . e du. v n       1.   I N TR O D U C TI O N     A s   o n e   of   t h e   b r i g ht   n e t w o r ks ,   t h e   n o n - o r t h o go na l   m u l t i pl e   a c c e s s   (N O M A t e c h ni que   ha s   b e e n   pr o po s e t o   i m p r o v e s pe c t r a l   e f f i c i e n c y   fo r   t h e   f i f t h   ge n e r a t i o (5G w i r e l e s s   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   [1 ,   2].   U n l i ke   t h e   c o n v e n t i o na l   o rt h o go n a l   m u l t i pl e   a c c e s s   (M A t e c hn i q ue ,   N O M A   c a n   d i v i de   t h e   po w e r   do m a i n   t m ul t i p l e   us e r s   t o   a c c e s s   t o   n e t w o r ks   [3].   A t   t h e   b a s e   s t a t i o (B S s i de ,   s upe r po s i t i o n   c o di ng  i s   e m pl oy e d   t s uppo r t   t h e   s i g na l s   o f   m ul t i p l e   us e r s   m ul t i p l e xe b e fo r e   t r a n s m i t t i ng.   A t   t h e   us e r s ’  s i de ,   t h e   i nt e r - us e i n t e r f e r e n c e   c a n   b e   e l i m i na t e b y   e m pl oy i n s uc c e s s i ve   i nt e r f e r e n c e   c a n c e l l a t i o n   (S IC) .   I a ddi t i o t o   po w e r   do m a i n   b a s e m u l t i pl e xi n g ,   a n   a n o t h e r   d i s t i n c t i v e   fe a t ur e   of   N O M A   i s   us e r   f a i rn e s s   [4] .   I n   t h e s e   N O M A   s c h e m e s ,   m o r e   po w e r   i s   a l l o c a t e t o   us e r s   w h o   po s s e s s   w o r s e   c h a nn e l   c o n di t i o n s   w h i l e   us e r s   w i t h   hi g h e r   c h a nn e l   g a i n s   r e qu i r e   l e s s   pow e r .   A s   a   r e s ul t ,   N O M A   c o m m uni c a t i o n   s y s t e m   c a n   b e   a b l e   r e a l i z e t o   i m p r o ve   t r a de - o ff   be t w e e n   us e r   f a i rn e s s   a n t h e   pe r f o r m a n c e .   By   pr o v i di n g   s i g ni f i c a nt   a dv a n t a ge s   o ve r     t h e   c o n v e n t i o na l   o r t h o go na l   m u l t i pl e   a c c e s s   pr o t o c o l s ,   s e v e r a l   s t udi e s   ha v e   s h o w n   pr o m i s i n g   de p l oy m e n t   o N O M A   t o   a c h i e v e   h i g h e r   t hr o ug h pu t   a n f a s t e r   t r a f f i c .   R e c e nt l y ,   e n e r gy   h a r v e s t i n a n r e l a y i n s c h e m e   a r e   pr o po s e t o   pr o v i de   e xt e n de d   c ov e r a ge   a nd  i m p r o v e o ut a ge   pe r f o r m a n c e   i m a n y   s c e n a r i o s   s uc a s   [5 - 16] .     F ul l - dup l e s c h e m e   i s   p r o po s e t o   pr o v i de   b a n dw i dt e ff i c i e n c y   fo r   s uc r e l a y i n g   n e t w o r ks   [5,   6].   U s i n r e l a y i n s c h e m e ,   t h e   r e l a y   a s s i s t s   t o   f a r   us e r s   a c hi e v e   m o r e   c h a n c e s   t o   r e m a i n   t h e i r   o pe ra t i o n s .     F o r   e xa m pl e ,   t h e s e   s y s t e m s   c a n   b e   a b l e   t e l i m i na t e   i n t e r f e r e n c e   s uc h   a s   c o - c h a nn e l   i n t e r f e r e n c e   (CCI)  [8].   T h i s   p a pe r   f i r s t   e xa m i n e   r e l a y i n n e t w o r t o ge t h e r   w i t h   e m pl oy i n P D M A   u nde i m pa c t   o f   CCI  o i t s   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s .   In   o r de r   t o   f ur t h e r   e nh a n c e   t h e   r e l i a b i l i t y   of   N O M A ,   t h i s   t e c hn i que   h a s   b e e n   e xt e n de d   t o   c oo pe r a t i v e   t ra n s m i s s i o n   s c e n a ri o s   [5 - 8].   I n   c o o p e r a t i v e   N O M A   (C - N O M A n e t w o r ks ,   us e r s   a n r e l a y s   c oo pe r a t e   t o   c o m b a t   c h a nn e l   f a di n g   a n i m p r o v e   t h e   pe r f o r m a n c e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   1 J ul y   202 0   :     23 3   -   24 0   234   F urt h e rm o r e ,   i m p r o v e s y s t e m   pe r fo r m a n c e   a s   c o m b i n i n g   r e l a y i n n e t w o r ks   w i t h   N O M A   a s   i   [17 - 2 4 ] .   T h e   a ut h o r s   i n   [17 c o n s i de r e r e l a y   s e l e c t i o n   t o   i m p r o v e   pe r fo r m a n c e   of  f a r   us e r s   i n   s uc h   N O M A .   Int e r e s t i n gl y ,   s e c ur e   pe r f o r m a n c e   c a n   b e   s a t i s f i e i n   N O M A   b a s e d   o n   r e l a y   s e l e c t i o n   [17].   W i r e l e s s   pow e r e n e t w o r ks   a r e   e m p l oy e t o   s uppo r t   N O M A   p r o l o n g   l i f e - t i m e   a s   po w e r   c o n s t ra i nt - a s s i s t e de v i c e   [18,   19].     T h e   a ut h o r s   i n   [18 i n v e s t i ga t e i m pe r f e c t i o n   i n   c ha nn e l   s t a t e   i n f o r m a t i o n   (CS I)  o n   s y s t e m   pe r f o r m a n c e   of  C - N O M A .   H ow e ve r ,   t h e s e   s y s t e m s   a r e   c o n s i de r e pe r f o r m a n c e   i n   t e rm   o f   R a y l e i gh   f a di n g   c ha nn e l .   T h e   b a s i t ua t i o n   o i m pe r f e c t   CS c a n   b e   s h ow n   i n   de g r a d a t i o n   pe r f o r m a n c e   a s   i n   [ 19 ,   21 ] .   T o   c o n s i de r   N a ka g a m i - f a di ng,   M e n   e t   a l .   [ 2 4 ha v e   i n v e s t i ga t e o f   t h e   C - N O M A   s y s t e m   w i t h   r e s pe c t   t o   t h e   o ut a ge   p r o b a b i l i t y ,     b ut   t h e   d i v e r s i t y   t e c h ni que   w a s   n o t   c o n s i de r e d.   A c t ua l l y ,   t h e   pe r f o r m a n c e   i s   f urt h e r   e nha n c e by   di v e r s i t y   r e c e pt i o n.   U n f o r t u na t e l y ,   t h e   c l o s e d - fo r m s   o f   t h e   pe r f o r m a n c e   m e t ri c s   a r e   ha r t o   de ri v e   i n   s uc h   a   c a s e .     T h us ,   i t   i s   v e r y   c h a l l e n gi ng  t o   pr o v i de   a n   a c c ura t e   a n a l y s i s   of   t h e   C - N O M A   s y s t e m   w i t r e l a y i n g   s c h e m e   a n N a ka g a m i - m   f a di n g .   M o t i v a t e b y   t h i s   r e qui r e m e nt ,   w e   c o n s i de a   r e l a y i n t r a n s m i s s i o f o r   do w n l i n i n   N O M A   n e t w o r w i t r e s pe c t   t o   N a k a ga m i - m   f a di n g   i t h i s   s t udy .       2.   S Y S TE M   M O D EL  A N D   O U TA G E   P ER F O R M A N C E   A N A LY S I S     2. 1 .      S ys t e m   m o d e l   Co n s i de r   a   do w n l i n f o r   t h i s   N O M A   n e t w o r i n   t h i s   s y s t e m   m o de l .   T hi s   s y s t e m   m o de l   c o n s i s t s   o o n e   s i n gl e - a n t e nna   b a s e   s t a t i o n   (B S ),   o n e   s i n gl e - a nt e nn a   r e l a y   ( R a n t w s i n gl e - a nt e nn a   us e r s   ( 12 , DD ),     a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1.   I n   t h i s   s c e n a ri o ,   t h e   B S   s e r ve s   t h e   t w o   us e r s   i n   t h e   s a m e   t i m e .   T w o   f a r   N O M A   us e r s   c a n   b e   a c t i v a t e t ha n ks   t o   t h e   h e l o f   a   de c o d e - a n d - f o r w a r d   (D F r e l a y .   It   i s   a s s um e t ha t   t h e   c ha nn e l   g a i of  t h e   B S - r e l a y   l i n e xpe r i e n c e s   N a ka ga m i - m   d i s t r i b ut i o n   w i t f a di ng  pa ra m e t e r s   m .   E a c h   o f   t h e   c h a nn e l   ga i n s   i s   a s s u m e t o   b e   i n de pe nde nt .               F i gu r e   1 .   S y s t e m   m o de l   o f   N O M A   ov e r   N a ka ga m i - m   f a d i n g   c h a nn e l       B a s e o n   t h e   a f o r e m e nt i o n e a s s um p t i o n s ,   t h e   r e c e i v e s i gna l s   a t   k D 1 , 2 k   c a n   b e   w r i t t e n   a s   fo l l ow s :     2 1 dd k k i i k i y P g a x w    (1)     w h e r e   k g   i s   c ha nn e l   c o e ff i c i e n t   f r o m   r e l a y   t o   k D ,   P   de n o t e s   t h e   t ra n s m i s s i o po w e r   a t   r e l a y   a n d   d k w   de n o t e s   t h e   A W G N   a t   k D   ,   i . e . ,   2 ~ 0 , d k w 12 , xx   a r e   t h e   n o r m a l i z e s i g na l   f o r   1 D 2 D ,   r e s pe c t i v e l y .   It   i s   a s s um e t h a t   22 12 1 E x E x    12 , aa   a r e   pow e r   a l l o c a t i o n   f a c t o r s .   T o   s t i pul a t e   b e t t e r   f a i rn e s s   b e t w e e n   t h e   us e r s ,   w e   a s s um e   t h a t   12 aa   s a t i s fy i n 12 1 aa  .   T h e   S IN R   a t   de s t i n a t i o n   i n   o r de r   t o   de c o d e   i t s   ow n   da t a   c a b e   w r i t t e by :     1 2 11 2 21 , 1 r d r ag ag .   (2)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m u l t i pl e   ac c e s s   f or   c oop e r at i v e   n e t w or k s   w i t nak ag a m i - m   f adi ng s y s t e m . . .   ( T u - T r i nh   T hi   Ngu y e n)   235   A ddi t i o n a l l y ,   us e r   o n l y   r e c ov e r s   i t s   da t a   a f t e r   s uc c e s s f ul l y   de c o m pos i n us e r   da t a   a n a pp l y i n S IC.   T h e n,   t h e   S IN R   a n S N R   a t   s e c o n us e r   2 D   t o   de t e c t   t h e   f i r s t   us e r   s y m bo l   fo r   S IC  pu r po s e   a n t o   di s c ov e r   i t s   o w n   da t a   a r e   r e s pe c t i v e l y   gi v e n   by :     2 2 12 1 2 22 , 1 r d r ag ag   (3)     W e   de n o t e   2 r P   a s   s i g na l   t o   n o i s e   r a t i o   (S N R a t   r e l a y .   T h e t h e   r e c e i v e S IN R   a t   2 D   t o   de t e c t   i t s   o w n   i n f o r m a t i o i s   gi v e by :     2 2 22 , p S I C dr ag    (4)     a nd ,     2 1 2 22 2 . 1 r ip S I C d rd ag k    (5)       3.   P ER F O R M A N C A N A L Y S I S   W e   f i r s t   c a l l   c h a nn e l   a s s um p t i o n :     A s s um i n g ,   a l l   c ha nn e l   g a i n   u n de r go   i n de pe n de n c e   N a ka g a m i - f a di ng  d i s t ri b ut i o n.   T h e   P D F   a n d   CD F   a r e   gi v e by     2 1 e x p , z z m m z z zz xx fx m       (6)     2 1 0 1 1 , 1 e x p , ! z m n z n z n z z z z x x x F x m m n    (7)     w h e r e   z z z m    w i t z   a n z m   r e p r e s e n t   t h e   m e a n   a n d   i nt e ge r   f a d i n f a c t o r ,   11 2 h g k m m m m m , 1 2 1 1 1 2 , , , h r g r g r k h d d d  , 1 1 2 ,, r r r ddd   a r e     d i s t a n c e s   r e l a t e t o   t h e s e   n o de s ,   i s   pa t h - l o s s   e xpo n e n t .     3. 1 .       Th e   o u tage   p r o b ab i l i ty  fo r   d e t e c t i n 1 x   at   1 D     W e   f i r s t   c o n s i de t h e   o ut a ge   p r o b a b i l i t y   fo r   de t e c t i n g   1 x   a t   1 D   c a b e   e xpr e s s e a s :     1 11 1 P r th d OP  .   (8)     w h e r e   1 2 1 21 R th  .   A f t e s i m pl e   m a ni pu l a t i o n s ,   w e   ha v e   f o l l ow i n e qua t i o n   a s     2 1 2 11 11 2 21 1 1 1 2 1 Pr 1 r th r th th g rr ag OP ag F aa          (10 )         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   1 J ul y   202 0   :     23 3   -   24 0   236   3. 2 .       Th e   o u tage   p r o b ab i l i ty  fo r   d e t e c t i n 2 x   at   2 D   W e   c a l l   2 2 2 21 R th  a s   t hr e s h o l S N R .   N e xt ,   w e   c o n t i n ue   t o   de t e r m i n e   out a ge   pe r f o r m a n c e   of   2 D   t o   de t e c t   2 x   a nd  i t   i s   de f i n e b y :     22 2 1 1 2 1 P r , p S I C t h p S I C t h dd OP   (11)     P l uggi ng  a b ov e   v a l ue s   o f   (3)  a n d   (4)   i nt o   (11) ,   w e   ha v e :     2 2 2 2 12 2 1 2 2 2 2 22 1 1 Pr , 1 r p S I C th th r r g ag O P a g ag F                                                           (12)     A f t e r   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o t h e   c a l c ul a t i o n,   w e   h a v e   t h e   o u t a ge   pr o b a b i l i t y   fo r   de t e c t i n 2 x at  2 D c a b e   fo r m u l a t e i c l o s e d - fo r m   a s :     1 2 1 1 2 2 1 11 2 0 1 1 e x p ! g m n p S I C n n g g OP n       (13)     w h e r e     12 1 2 1 1 2 m a x , t h t h th r rr a aa     .     3. 3 .       Th e   o u tage   p r o b ab i l i ty  fo r   d e t e c t i n 2 x    at   2 D   w i th   i m p e r fe c t   S I C   T h e   o ut a ge   p r o b a b i l i t y   fo r   de t e c t i n g   2 x   a t   2 D   i s pe c i a l   c a s e   o f   i m pe r f e c t   S IC     22 2 1 1 2 1 P r , i p S I C t h i p S I C t h dd OP   (14)     P l uggi ng  a b ov e   v a l ue s   o f   (3)  a n d   (5)   i nt o   (14) ,   w e   ha v e       1 1 1 22 1 2 2 2 2 1 2 22 22 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 2 2 2 2 1 P r , 1 1 1 1 P r , m a x 0 , 1 Pr rr ipS I C th th r rd th th d th th th r rr th a g a g OP ag k a gk aa aa g a                           11 2 22 2 2 1 2 1 2 1 2 1 , m a x 0 , 1 th th dd th th rr a kk a aa                     (15)     F r o m   ( 15),   w e   c a c a l c ul a t e   1   a n 2   a s   f o l l ow :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m u l t i pl e   ac c e s s   f or   c oop e r at i v e   n e t w or k s   w i t nak ag a m i - m   f adi ng s y s t e m . . .   ( T u - T r i nh   T hi   Ngu y e n)   237   1 22 2 1 2 2 1 2 1 12 1 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 1 2 1 2 1 P r , m a x 0 , 1 1 1 m a x 0 , 1 d th th d th th th r rr th th th th th g k r rr a gk aa aa a FF aa aa                                   2 2 2 21 1 1 1 2 1 2 1 1 11 0 1 2 1 1 2 1 1 1 11 00 1 2 1 1 1 2 1 1 e xp ! 1 e xp ! ! g k gd d d n m th th n th th n g r r r r g n m m th th n n th n th nn k g r r k r r g n a a aa n a a n aa                        ( 16)     a nd ,   11 3 2 3 22 21 23 2 2 11 22 2 2 2 2 1 22 22 1 2 1 2 1 2 2 2 2 00 3 2 2 2 2 1 P r , m a x 0 , 1 1 e xp ! g k d dd th th th dd th th rr n n n m th th th n m n nn r g r g k k a g k k aa aa n n a a a nm                           3 1 1 22 11 22 3 22 11 , k d d dd nm th th k g k g k nm aa        (17)     P l uggi ng  a b o v e   v a l ue s   of   (16)  a nd  (1 7)  i n t o   (15) ,   A f t e t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   c a l c ul a t i o n,   w e   ha v e   t h e   o ut a ge   pr o b a b i l i t y   fo r   de t e c t i n 2 x at 2 D   i n   s pe c i a l   c a s e   o i m pe r f e c t   S IC  c a n   b e   fo r m u l a t e i c l o s e d - fo r m   a s :     21 1 2 2 2 21 3 2 2 11 1 1 1 2 00 1 2 1 2 22 0 3 2 2 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 e x p ! 1 e x p ! 1 e x p ! k gd k d dd m m th ip S I C n th nn g r r g th n m n n rg g k k d d n th n n th k rr k OP n aa n n a nm aa n                                3 2 3 2 2 3 1 1 22 11 1 2 0 22 22 3 22 11 , g k d d dd n n n m th th n r nm th th k g k g k aa nm aa      (18)     3. 4 .       Th e   th r o u gh p u o n   th e   o u tage   p r o b ab i l i ty   O t h e r   m e t ri c   p r o v i de s   f ur t h e r   pe r f o r m a n c e   o f   s uc h   n e t w o r k.   T h e   t hr o ug h pu t   m a i n l y   de pe n ds   o n     t h e   o ut a ge   p r o b a b i l i t y .   I n   pa rt i c ul a r ,   t hr o ug hput   pe r f o r m a n c e   c a n   b e   o b t a i n e d   i t hr e e   c a s e s   a s   f o l l ow s :     11 1, O P R   (19)     22 1, pS I C pS I C O P R   (20)     22 1. ip S I C ip S I C O P R   (21)   4.   S I M U LA TI O N   R ES U LTS   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   1 J ul y   202 0   :     23 3   -   24 0   238   T h i s   s e c t i o n   p r o v i de s   n um e r i c a l   r e s ul t s .   It   c a n   b e   s e e n   o u t a ge   pe r f o r m a n c e   of   t w o   us e r s   ve r s us   t r a n s m i t   S N R   a t   t h e   B S   a s   i n   F i g u r e   2.   A t   i pS IC  c a s e ,   us e r   2’   pe r f o r m a n c e   w i l l   m e e t   f l o o r   v a l ue   a t   hi g h   S N R .   T h e   v a r y i n t a r ge t   ra t e s   c o n t ri b ut e   t o   o ut a ge   pe r f o r m a n c e   a nd  i t   s h o w s   t h a t   t h e   b e t t e r   o ut a ge   pe r f o r m a n c e   a s   l o w e r   t a r ge t   ra t e s   r e qui r e d. W h i l e   F i g u r e   3   i l l us t ra t e s   t hr o ug hput   pe r f o r m a n c e   v e r s us   t ra n s m i t   S N R .           F i gu r e   2 .   O u t a ge   p r o b a b i l i t y   v s .   t h e   t ra n s m i t   S N R   w i t h   1 0 . 9 a   2 0 . 1 a 2 m 2 0 . 0 0 5 1 1 2 0 . 5 , 0 . 5 , 0 . 2 5 r r r ddd           F i gu r e   3 .   T hr o ug h put   pe r f o r m a n c e   v s .   t h e   t ra n s m i t   S N R   w i t 1 0 . 9 a   2 0 . 1 a 2 m 2 0 . 0 3 , 1 1 2 0 . 5 , 0 . 5 , 0 . 2 5 r r r ddd       F i g u r e   e xa m i n e s   i m pa c t   o f   N a ka ga m i - m   f a di n f a c t o r s   o n   o ut a ge   pe r f o r m a n c e   a s   c o n s i de ri n g   ra n ge   o f   i n t e r f e r e n c e   l e v e l s   5 0 0 dB .   It   c a n   b e   s e e n   c l e a r l y   t ha t   hi g he r   l e v e l   of   i n t e r f e r e n c e   o f   S IC  i m pe r f e c t i o n   l e a ds   t o   o ut a ge   c o n d i t i o n.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Nov e l   m u l t i pl e   ac c e s s   f or   c oop e r at i v e   n e t w or k s   w i t nak ag a m i - m   f adi ng s y s t e m . . .   ( T u - T r i nh   T hi   Ngu y e n)   239       F i gu r e   4 .   O u t a ge   p r o b a b i l i t y   un de i m p a c t   o f     w i t h   1 0 . 9 a   2 0 . 1 a 12 0 . 5 , 1 RR    2 0 . 0 3 , 1 1 2 0 . 5 , 0 . 5 , 0 . 2 5 r r r ddd .       5.   C O N C LU S I O N   In   t h i s   p a pe r,   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   dow n l i nk  N O M A   s y s t e m   w i t h   t w o   h o t r a n s m i s s i o n   o v e r   N a ka g a m i - m   f a di n g   c ha nn e l s   i s   i n v e s t i ga t e d.   F i r s t ,   w e   de r i v e e xpr e s s i o n s   of   o ut a ge   pr o b a b i l i t y   t o   pr o v i d e   t h e   a n a l y t i c a l   e v a l ua t i o n   f o r   e a c h   us e r.   T o   c o n f i rm   t h e   a c c ur a c y   of   t h e   a na l y t i c a l   r e s ul t s ,   M o n t e - C a r l o   s i m ul a t i o n s   a r e   pe r f o r m e d.   I n   a ddi t i o n ,   by   s e l e c t i n s u i t a b l e   t a r ge t   ra t e   c o e ff i c i e n t s ,   N a k a g a m i - m   f a d i n f a c t o r s ,   i t   c a b e   a c h i e v e t h e   o ut a ge   b e ha v i o r s   o f   t h e   us e r s .   T h e n,   w e   e v a l ua t e t h e   t hr o ug h p ut   o   t h e   N O M A   s y s t e m   b a s e up o n   t h e   o ut a ge   pr o b a b i l i t y   of   e a c h   us e r .   By   c o n duc t i n n u m e r i c a l   r e s e a r c h   o n   s e v e r a l   pa ra m e t e r s ,   t h e   l o w e s t   o ut a ge   pe r f o r m a n c e   a n d   h i g h e s t   t hr o ug h p ut s   w e r e   o b t a i n e d.     A C K N O WL ED G E M EN T   T h i s   r e s e a r c h   i s   f un de by   F o un da t i o n   f o r   S c i e n c e   a n T e c h n o l o g y   D e ve l o pm e n t   o f   T o n   D uc   T h a ng  U ni v e r s i t y   (F O S T E CT ),   w e b s i t e :   h t t p: / / f o s t e c t . t d t . e du . v n,   u nde G r a nt   F O S T E C T . 2017 . B R . 21.       R EF ER EN C ES   [ 1]   Q .   Z h a ng ,   e t   a l . ,   B uf f e r - a i de d   no n - o r t ho go na l   m u l t i p l e   a c c e s s   r e l a y i ng   s y s t e m s   i n   R a y l e i g f a di ng   c ha nne l s ,”   I E E E   T r an s .   C om m u n ,   v o l .   65 ,   no .   1 ,   pp .   95 - 106 2 017 .   [ 2]   G .   C a i ,   e t   a l . ,   D e s i g a nd  a na l y s i s   o f   r e l a y - s e l e c t i o s t r a t e g i e s   f o r   t w o - w a y   r e l a y   ne t w o r k - c o de D C S K   s y s t e m s ,”   I E E E   T r an s .   V e h.   T e c hn ol ,   v o l .   67 ,   no .   2 ,   pp .   125 8 - 1271 201 8 .   [ 3]   M .   F .   K a de r   a nd  S .   Y .   S hi n ,   C o o pe r a t i v e   r e l a y i ng   us i ng   s pa c e - t i m e   bl o c c o de d   no n - o r t ho go na l   m ul t i p l e   a c c e s s ,”   I E E E   T r an s .   V e h.   T e c hn ol ,   v o l .   66 ,   no .   7 ,   pp .   589 4 - 5903 201 7 .   [ 4]   Z .   Y u ,   e t   a l . ,   N o n - o r t ho go na l   m ul t i pl e   a c c e s s   r e l a y i ng   w i t t r unc a t e d   A R Q ,”   I E T   C om m un . ,   v o l .   11 ,   no .   4   pp.   51 4 - 521 2 017 .   [ 5]   X.   X .   N g u y e a nd  D T .   Do ,   O pt i m a l   po w e r   a l l o c a t i o a nd  t hr o ug hput   pe r f o r m a nc e   of   f ul l - dupl e D F   r e l a y i ng   ne t w o r k s   w i t w i r e l e s s   po w e r   t r a ns f e r - a w a r e   c ha nne l ,”   E U R A S I P   J our n al   o W i r e l e s s   C om m un i c at i on s   an N e t w or k i ng ,   p.   15 2 20 17 .   [ 6]   X.   X .   N g uy e n   a nd   D T .   Do ,   M a x i m um   H a r v e s t e E ne r gy   P o l i c y   i F ul l - D upl e R e l a y i ng   N e t w o r ks   w i t h   S W I P T ,”   I nt e r n at i on al   J o ur n al   o f   C om m un i c a t i on  Sy s t e m s   ( W i l e y ) ,   v o l .   30 ,   no .   17 2 017 .   [ 7]   D T .   Do ,   E ne r gy - a w a r e   t w o - w a y   r e l a y i ng   ne t w o r ks   und e r   i m p e r f e c t   ha r dw a r e :   o pt i m a l   t h r o ug hput   d e s i g a nd   a na l y s i s ,”   T e l e c om m un i c a t i on   Sy s t e m s ,   v o l .   62 ,   no .   2 ,   pp .   449 - 459 2016 .   [ 8]   T.   L .   N g u y e n   a nd   D T .   Do ,   A   ne w   l oo a t   A F   t w o - w a y   r e l a y i ng   ne t w o r ks :   e ne r gy   ha r v e s t i ng   a r c hi t e c t ur e   a nd   i m pa c t   o f   c o - c ha nne l   i n t e r f e r e nc e ,”   A nn al s   of   T e l e c om m un i c a t i ons ,   v o l .   72 ,   no .   11 ,   pp .   669 - 678 201 7 .   [ 9]   D T .   D o ,   T i m e   P o w e r   S w i t c hi ng   b a s e R e l a y i ng   P r o t oc o l   i E ne r gy   H a r v e s t i ng   M o b i l e   N o de :   O pt i m a l   T hr o ug hput   A na l y s i s , ”  M ob i l e   I n f or m at i on   Sy s t e m s ,   2015 .   [ 10]   D .   T .   D o ,   P o w e r   S w i t c hi ng   P r o t o c o l   f o r   T w o - w a y   R e l a y i ng   N e t w o r unde r   H a r dw a r e   I m pa i r m e nt s ,   R adi oe ng i ne e r i ng v o l .   24 ,   n o .   3,   pp .   765 - 7 71,   2 015 .   [ 11]   D T .   D o   a nd  H S .   N g uy e n,   A   T r a c t a b l e   A ppr o a c t o   A na l y z e   t he   E ne r g y - A w a r e   T w o - w a y   R e l a y i ng   N e t w o r ks   i n   P r e s e nc e   o f   C o - c ha nne l   I nt e r f e r e nc e ,   E U R A S I P   J ou r na l   o W i r e l e s s   C om m un i c a t i ons   and   N e t w or k i ng ,   p .   2 71,   2016 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   19 ,   N o .   1 J ul y   202 0   :     23 3   -   24 0   240   [ 12]   M.   N .   P h a m ,   e t   a l . E n e r g y   H a r v e s t i ng   A s s i s t e C o g ni t i v e   R a d i o :   R a ndo m   L o c a t i o n - ba s e T r a ns c e i v e r s   S c he m e   a nd  P e r f o r m a nc e   A na l y s i s ,   T e l e c om m un i c at i on   Sy s t e m s v o l .   67 ,   n o .   1,   p p.   12 3 - 132 ,   2 018 .   [ 13]   D T .   D o ,   e t   a l . W i r e l e s s   P o w e r e R e l a y i ng   N e t w o r ks   unde r   I m pe r f e c t   C ha nne l   S t a t e   I nf o r m a t i o n:   S y s t e m   P e r f o r m a nc e   a nd   O pt i m a l   P o l i c y   f o r   I ns t a nt a ne o us   R a t e ,   R ad i oE n gi ne e r i ng v o l .   26 ,   n o .   3,   pp .   869 - 87 7,   20 17 .   [ 14]   H.   S .   N g uy e n,   e t   a l . ,   E x pl o i t i ng   H y br i T i m e   S w i t c hi ng - ba s e d   a nd  P o w e r   S p l i t t i ng - ba s e R e l a y i ng   P r o t o c o l   i W i r e l e s s   P o w e r e C o m m uni c a t i o N e t w o r ks   w i t O u t d a t e C ha nn e l   S t a t e   I nf o r m a t i o n,     A u t om a t i k ‒  J o ur n al   f or   C ont r ol ,   M e as ur e m e nt ,   E l e c t r o ni c s ,   C om pu t i n a nd   C om m un i c a t i o ns v o l .   58,   n o .   1 ,   pp.   1 11 - 118 ,   2017 .   [ 15]   D T .   D o ,   O pt i m a l   E n e r g y   H a r v e s t i ng   S c he m e   f o r   P o w e r   B e a c o n - A s s i s t e W i r e l e s s - P o w e r e N e t w o r ks ,   I ndo ne s i an   J our nal   o f   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   v o l .   7 ,   no .   3 ,   pp .   802 - 80 8,   20 17.   [ 16]   D A .   N g u y e n   a nd   D T .   D o ,   T he   M a x i m a l   S I N R   S e l e c t i o M o de   f o r   5G   M i l l i m e t e r - W a v e   M I M O :   M o de l   S y s t e m s   a nd  A na l y s i s ,   I ndone s i an   J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i ng  and   C om put e r   Sc i e nc e v o l .   7 ,   n o .   1 ,   201 7 .   [ 17]   D T .   D o ,   e t   a l . ,   N O M A - A s s i s t e M u l t i p l e   A c c e s s   S c he m e   f o r   I o T   D e pl oy m e nt :   R e l a y   S e l e c t i o M o de l   a nd   S e c r e c y   P e r f o r m a nc e   I m pr o v e m e nt ,”   Se ns o r s ,   v o l .   19 ,   no .   3 ,   p .   7 36 201 9 .   [ 18]   D T .   D o   a nd  C .   B .   L e ,   A ppl i c a t i o o f   N O M A   i W i r e l e s s   S y s t e m   w i t W i r e l e s s   P o w e r   T r a ns f e r   S c he m e :   O ut a g e   a nd  E r g o di c   C a pa c i t y   P e r f o r m a nc e   A na l y s i s ,”   Se ns or s ,   v o l .   18 ,   no .   10 ,   p .   3501 201 8 .   [ 19]   T L .   N g uy e a nd  D T .   Do ,   P o w e r   A l l o c a t i o S c he m e s   f o r   W i r e l e s s   P o w e r e d   N O M A   S y s t e m s   w i t I m pe r f e c t   C S I :   S y s t e m   m o de l   a nd  pe r f o r m a nc e   a na l y s i s ,”   I nt e r nat i on al   J our nal   o f   C om m un i c at i on  S y s t e m s ,   v o l .   31 ,   no .   15   p.   378 9 20 18 .   [ 20]   D T .   D o   a nd  M .   S .   V a N g u y e n,   D e v i c e - to - de v i c e   t r a ns m i s s i o m o de s   i N O M A   ne t w o r w i t a nd  w i t ho ut   W i r e l e s s   P o w e r   T r a n s f e r ,   C om p ut e r   C om m un i c a t i ons v o l .   1 39,   p p .   67 - 77,   M a y   2019 .   [ 21]   D.   T .   D o ,   e t   a l . ,   W i r e l e s s   P ow e r e C oope r at i v e   R e l ay i ng  us i ng  N O M A   w i t I m pe r f e c t   C SI ,   i n   P r o c .   o f   I E E E   G l o be c o m   W o r ks ho ps   ( G C   W k s hp s ) ,   A bu  D ha b i ,   U A E ,   p p.   1 - 6 ,   2 0 18.   [ 22]   D .   T .   D o ,   e t   a l . ,   O E x a c t   O u t a g e   a nd  T hr o ug hput   P e r f o r m a nc e   o f   C o g ni t i v e   R a d i o   ba s e d   N o n - O r t ho g o na l   M ul t i pl e   A c c e s s   N e t w o r ks   W i t a nd   W i t ho ut   D 2D   L i n k ,”   Se ns or s ,   v o l .   19,   p.   331 4 20 19 .   [ 23]   D .   T .   Do   a nd  A .   T .   L e ,   N O M A   ba s e c og ni t i v e   r e l a y i ng:   T r a ns c e i v e r   ha r dw a r e   i m pa i r m e nt s ,   r e l a y   s e l e c t i o po l i c i e s   a nd  o u t a g e   p e r f o r m a nc e   c o m pa r i s o n,   C om p ut e r   C om m un i c at i on s v o l .   146 ,   pp.   1 44 - 154 ,   2019 .   [ 24]   J .   M e n,   e t   a l . ,   P e r f o r m a nc e   a na l y s i s   f o r   do w nl i nk   r e l a y i ng   a i de d   no n - o r t ho go na l   m ul t i p l e   a c c e s s   n e t w o r k s   w i t h   i m pe r f e c t   C S I   o v e r   N a ka g a m i - f a d i ng ,”   I E E E   A c c e s s ,   v o l .   5 ,   pp .   9 98 - 1004 2017 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.