SỬ DỤNG MÃ FOUNTAIN NÂNG CAO HIỆU NĂNG HỆ THỐNG RSMA - ISTN ĐA NGƯỜI DÙNG
Từ khóa
DOI:
https://doi.org/10.34238/tnu-jst.14707Tóm tắt
Bài báo này đề xuất một mô hình mạng tích hợp vệ tinh - mặt đất (ISTN) mới, trong đó kỹ thuật đa truy cập phân chia tốc độ (RSMA) được kết hợp với kỹ thuật mã hóa Fountain (FC) nhằm nâng cao độ tin cậy của truyền thông đa người dùng dưới điều kiện kênh suy hao nghiêm trọng. Trong mô hình đề xuất, vệ tinh sử dụng RSMA để phân bổ công suất linh hoạt, trong khi FC cho phép giảm thiểu mất gói và hạn chế yêu cầu truyền lại. Chúng tôi xây dựng các biểu thức dạng đóng cho xác suất dừng (OP) của từng cụm người dùng và xác suất dừng hệ thống (SOP), đồng thời đánh giá ảnh hưởng của các tham số chính của hệ thống như hệ số phân bổ công suất và số gói giải mã tối thiểu, giới hạn về độ trễ qua số lần truyền tối đa. Các kết quả mô phỏng Monte-Carlo xác nhận độ chính xác của phân tích lý thuyết và cho thấy mô hình RSMA-FC vượt trội so với các kỹ thuật truy cập truyền thống như NOMA, đặc biệt trong điều kiện kênh suy hao nặng.Lượt tải
Tài liệu tham khảo
A. Asgharzadeh-Bonab, H. Kalbkhani, Y. Azimi, and F. Ahmadi, "Overview of Hybrid Satellite–Terrestrial Networks (HSTNs): Key Technologies and Upcoming Challenges," Journal of Computer Networks and Communications, vol. 2025, no. 1, 2025, doi: 10.1155/jcnc/3350942.
D. Zhou, M. Sheng, J. Li, and Z. Han, "Aerospace Integrated Networks Innovation for Empowering 6G: A Survey and Future Challenges," IEEE Communications Surveys & Tutorials, vol. 25, no. 2, pp. 975-1019, 2023, doi: 10.1109/COMST.2023.3245614.
S. Chen, S. Sun, and S. Kang, "System integration of terrestrial mobile communication and satellite communication —the trends, challenges and key technologies in B5G and 6G," China Communications, vol. 17, no. 12, pp. 156-171, 2020, doi: 10.23919/JCC.2020.12.011.
L. Yin, Y. Mao, O. Dizdar, and B. Clerckx, "Rate-Splitting Multiple Access for 6G—Part II: Interplay With Integrated Sensing and Communications," IEEE Communications Letters, vol. 26, no. 10, pp. 2237-2241, 2022, doi: 10.1109/LCOMM.2022.3192032.
M. Can and I. Altunbas, "Outage Probability Analysis of Rate-Splitting Multiple-Access-Based Hybrid Satellite–Terrestrial Relay Network With Relay Selection," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, vol. 59, no. 5, pp. 6508-6517, 2023, doi: 10.1109/TAES.2023.3276343.
C. Hu et al., "Outage Analysis of RSMA Enabled Integrated Satellite-Terrestrial Networks," IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 74, no. 6, pp. 10023-10028, 2025, doi: 10.1109/TVT.2025.3539758.
L. Yin and B. Clerckx, "Rate-Splitting Multiple Access for Multibeam Satellite Communications," in 2020 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), June 7-11, 2020, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICCWorkshops49005.2020.9145200.
H. Cui, L. Zhu, Z. Xiao, B. Clerckx, and R. Zhang, "Energy-Efficient RSMA for Multigroup Multicast and Multibeam Satellite Communications," IEEE Wireless Communications Letters, vol. 12, no. 5, pp. 838-842, 2023, doi: 10.1109/LWC.2023.3245631.
Z. Li, S. Wang, S. Han, and C. Li, "Non-Orthogonal Broadcast and Unicast Joint Transmission for Multibeam Satellite System," IEEE Transactions on Broadcasting, vol. 69, no. 3, pp. 647-660, 2023, doi: 10.1109/TBC.2023.3267239.
D. J. C. Mackay, “Fountain Codes: Capacity approaching codes design and implementation special section,” IEE Proc.-Commun., vol. 152, no. 6, pp. 1062-1068, December 2005.
M. Abughalwa and M. O. Hasna, "A Secrecy Study of UAV Based Networks With Fountain Codes and FD Jamming," IEEE Communications Letters, vol. 25, no. 6, pp. 1796-1800, 2021, doi: 10.1109/LCOMM.2021.3056389.
P. T. Tin, M. S. V. Nguyen, T. T. Duy, B. V. Minh, B. S. Kim, and L. Rejfek, "Enhancing Secrecy Performance Using Fountain Codes and NOMA Under Joint Cooperative Jamming Technique and Intelligent Reflective Surface," IEEE Access, vol. 12, pp. 117399-117417, 2024, doi: 10.1109/ACCESS.2024.3447531.
L. Sun, P. Ren, Q. Du, and Y. Wang, "Fountain-Coding Aided Strategy for Secure Cooperative Transmission in Industrial Wireless Sensor Networks," IEEE Transactions on Industrial Informatics, vol. 12, no. 1, pp. 291-300, 2016, doi: 10.1109/TII.2015.2509442.
S. Jain and R. Bose, "Rateless-Code-Based Secure Cooperative Transmission Scheme for Industrial IoT," IEEE Internet of Things Journal, vol. 7, no. 7, pp. 6550-6565, 2020, doi: 10.1109/JIOT.2020.2969955.
D. Hung, T. Trung Duy, and D. Trinh, "Security-Reliability Analysis of Multi-hop LEACH Protocol with Fountain Codes and Cooperative Jamming," EAI Endorsed Transactions on Industrial Networks and Intelligent Systems, vol. 6, 2019, doi: 10.4108/eai.28-3-2019.157120.
L. N. Ngoc, T. Tu, N. Tan, P.-L. Nguyen, and Q.-S. Nguyen, "Performance on Cognitive Broadcasting Networks Employing Fountain Codes and Maximal Ratio Transmission," Radioengineering, vol. 32, 2022, doi: 10.13164/re.2023.0001.
V. Singh et al., "STAR-RIS-Enhanced NOMA-Aided Overlay Multiuser Cognitive Satellite-Terrestrial Networks with Discrete Phase Shifts Design," IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, 2025, doi: 10.1109/TAES.2025.3575055.
M. Abramowitz and I. A. Stegun, Handbook of mathematical functions with formulas, graphs, and mathematical tables. US Government printing office, 1968.
V. T. Nguyen, T. D. Tran, N. S. Pham, V. T. Pham, and L. T. Tu, “Security-Reliability Analysis of NOMA-Assisted Hybrid Satellite-Terrestrial Relay Multi-Cast Transmission Networks Using Fountain Codes and Partial Relay Selection with Presence of Multiple Eavesdroppers,” EAI Endorsed Transactions on Industrial Networks and Intelligent Systems, vol. 12, no. 3, Apr. 2025, doi: 10.4108/eetinis.v12i3.8604.
V. T. Nguyen, T. D. Tran, N. S. Pham, T. H. Dang, Q. S. Nguyen, and L. T. Tu, “Outage Performance of Hybrid Satellite-Terrestrial Relaying Networks with Rateless Codes in Co-Channel Interference Environment,” in 2023 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), Ho Chi Minh, Vietnam, Jul. 2023, pp. 468-473, doi: 10.1109/ICSSE58758.2023.10227228.
