混合非正交LDM和正交eMBMS配置的无线数字电视广播网络提高效率

阵列11（2021）100073具有混合非正交LDM和正交eMBMS配置的Heydar Shariatzadeha，Saeed Ghazi-Maghrebi a，*，Bahattin Karakayaba伊朗德黑兰伊斯兰阿扎德大学Yadegar-e-Imam Khomeini（RAH）Shahre Rey分校电气工程学院通信系b土耳其伊斯坦布尔Cerrahpas Arena伊斯坦布尔大学电气和电子工程系A R T I C L EI N FO保留字：CDTB混合LDMeMBMSBER中断概率A B S T R A C T在这篇文章中，我们专注于正交和非正交广播的混合。提出并提出了一种混合方案被配置为与演进型多媒体广播多播服务（eMBMS）独立层复用的分层复用（LDM）被叠加。LDM和eMBMS分别是功率划分-非正交多址（PD-NOMA）和长期演进（LTE）的子部分。我们假设在瑞利衰落多径信道的信道状态信息（CSI）的完美的知识。研究了系统的误码率和中断概率性能指标。讨论了分数发射功率分配（FTPA）算法中注入电平的影响。所提出的混合可以在没有用于上行链路波束成形和互联网协议（IP）的订户身份模块（SIM）卡的条件下操作。广播网络提供商选择对于用户设备（UE）装置是可行的。性能分析是基于精确的封闭形式的表达式，这使得混合提出的LDM/eMBMS的理论与结果一致。评价和性能将根据蒙特卡罗迭代方法进行。结果表明，当将所提出的混合LDM/ eMBMS配置与单独的LDM和eMBMS服务进行比较时，性能和效率将提高。1. 介绍在5G及更高（B5G）蜂窝技术之后，向混合蜂窝数字电视广播（CDTB）的趋势增加。蜂窝混合配置实现了无线电接入方法中的用户覆盖公平性、低延迟、大规模连接、频谱效率、兼容性和选择性[1数字地面电视广播（DTTB）与CDTB在服务层技术选择方面存在差距[4]。蜂窝宽带基础设施物理层的历史表明，每十年就会发生一次变化和转移，例如4G到5G。虽然电视广播随着时间的推移而改变，例如在模拟电视（ATV）到数字电视（DTV）的转换中（NTSC-3.58）在美国转换为高级电视系统委员会（ATSC）标准或在欧洲转换为地面数字视频广播（DVB-T）的逐行倒相（PAL）和转换为综合业务数字广播的NTSC-J（ISDB）在日本[5，6]。此外，在广播所有者之间有一种广播方法，在点对多点（PTM）和流传输服务之间部署实时视频传输[7]。此外，国际电信联盟（ITU）限制减少广播带宽，增加宽带带宽，称之为数字红利，广播和宽带在超高频（UHF）频谱上的共存受地方射频组织政策实施的约束[8]。历史不一致性对运营商来说是一个挑战，要与不同的技术同步。DTTB基础设施与CDTB技术存在不兼容性和矛盾。例如，宽带中的宽带码分多址（WCDMA）时代与广播技术中的数字视频广播手持（DVB-H）最初[9为了解决这些挑战，广播持有者和广播所有者建议采用juX taposition方法[12]。该主题将为CDTB接收者和广播服务提供商（BSP）提供一系列挑战和机遇[13]。如今，BSP希望利用现有的CDTB技术来选择下一代平台* 通讯作者。电子邮件地址：shariatzadeh. istanbul.edu.tr（H. Shariatzadeh），ghazimaghrebi@jdnasir.ac.ir（S. Ghazi-Maghrebi），bahattin@iuc.edu.tr（B. Karakaya）。https://doi.org/10.1016/j.array.2021.100073接收日期：2021年1月17日;接收日期：2021年6月6日;接受日期：2021年6月10日2021年6月30日在线提供2590-0056/© 2021由Elsevier Inc.发布这是CC BY许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表阵列期刊主页：www.sciencedirect.com/journal/arrayH. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000732̂结构间隙物理层[14]。在过去的几年中，它们被认为是一种可能的解决方案，可以使用研究人员推荐的多层递送系统来实现混合技术[15]。为了开发能够满足这些要求的技术，几十年来，广播和宽带融合以及混合广播和宽带（HBB）作为一种集成方法在全球范围内被研究和开发[12，16，17]。此外，在集成技术方面实现了巨大的进步，例如同时使用长期演进广播（LTE-B）和功率划分非正交多址（PD-NOMA）[18]。LTE-B引入了演进型多媒体广播多播服务（eMBMS）作为正交服务，并且PD-NOMA引入了分层划分复用（LDM）作为非正交服务提供商[19，20]。eMBMS作为PTM中间实时大数据传输操作。预计该技术将在减少未来蜂窝广播的多媒体流传输负载方面发挥重要作用。此外，该技术将支持地理定位信息更新，如当地新闻，气候和交通报告，股票价值和交易，远程医疗，视频会议，移动电视，相关服务[7，21表1符号定义。参数定义PT基站总发射功率PLDMLDM技术PUL上层总功率PLL下层总功率eMBMS技术的总功率ps每副载波g注入功率因数B总带宽RB资源块经常预算总数LDM RBeMBMS RB的总数γSNR（信噪比）K子载波总数，FFT点mRB索引n时域样本索引k频域频率指数LDM子载波eMBMS子载波的总数b每LL和UL以及eMBMS符号的比特第m个RB的二进制系数，其指示LDM是否近年来，对第三代合作伙伴计划（3GPP）TV增强（EnTV）的研究已经提出了进一步演进的被分配βm第m个RB的二进制系数，其指示是否MBMS（FeMBMS），被称为5G广播，它基于4G LTE。不分配eMBMS多载波符号有用部分持续时间在参考文献[24]中，作者增强了FeMBMS特征，即容量的灵活性，其可以将高达100%的子帧分配给广播模式 在Rel-14中，而以前，在eMBMSRel-13中分别分配了高达60%的子帧和40%的子帧用于广播和单播模式[25LDM是PD-NOMA的一个子部分，物理层非正交的一种形式，通过为每个用户分配不同的功率值来使用可用的频谱资源块（RB）。LDM技术的基础设施基于两层，即上层（UL）和下层（LL）[29它可以作为移动和固定服务的平台，用于3GPP LTE 5G新无线电（NR）发布中的未来数字电视标准T′=T+TCP总的多载波符号持续时间Ts多载波符号持续时间△f子载波间隔w（t）复加性高斯白噪声h（τ）瑞利信道脉冲响应c（τ）聚合TX/RX滤波器冲激响应x（t）时域发射信号y（t）时域接收信号x（n）离散发射信号XLDMLDM发送信号XeMBMSeMBMS发送信号Xm[k]离散发射信号（频域）YFFT块之后的总离散接收信号矢量（以15，16，17用于下一个蜂窝广播[32]。此外，LDM在复用各种服务（室内，Ym[k]频域）第k个子载波上的离散接收信号，第m个RB标准清晰度电视（SDTV）、高清晰度电视（SDTV）、高清晰度y（n）离散接收信号H[k]离散基带信道频率响应按信道均衡接收信号（估计或理想）电视（HDTV），4k，8k，使用相同频谱资源的环绕音频[29]。LDM具有在LDM-LL上传输高数据速率固定服务和在LDM-UL上传输低数据速率移动服务作为非正交性的能力[23，33，34]。Xm[k]PUL（e）UL的平均错误概率PLL（e）LL的平均错误概率HLL[k]在第k个子节点处的下层的信道频率响应所用注释符号定义如表1所示。H[k]载体日在k子帧处的上层的UL信道频率响应载体1.1. 相关作品一开始，Shi等人[13]提出了Cell-TV，这是通过移动网络进行蜂窝数字电视（CDTV）广播的范例。Lykourgiotis等人[15]提出了广播和宽带组合的实时服务。Shokair等人[17]提出了一种混合广播/宽带网络作为缓解CDTV需求增长的潜在解决方案。作者在Refs。[29，30]提出了一个HeMBMS[k]eMBMS在第k个子载波的信道频率响应PLDM（e） LDM的平均错误概率（e）eMBMS的平均错误概率eMBMS的ReMBMS总和速率LDM的总速率RT合计费率LL、UL层的平均信道增益eMBMS的平均信道增益全面 审查 的 的 LDM 技术 作为 物理层传输CDTB系统。N0，LL，N0，UL，N0，eMBMS，N0LL、UL、eMBMS、高斯Zhang等人[35]研究了功率域非正交多媒体广播多播服务（MBMS）跨RB中的第m个子载波。R0最小停机率阈值起作用.在多层单频异构网络（Het-Net）中的任务。Kara和Kaya在参考文献[36]中提出了用于具有平坦衰落信道的下行链路/上行链路NOMA的单载波误比特率（BER）。JainEMBMS，m2000年，UL，m，LL，mUL、LL的数字数据等人[37]提出了在基于非正交的系统中对远用户和近用户的性能分析。L.Zhang等人[38]研究了宽带广播融合中5G-MBMS中的非正交复用。在独立和合作的数字视频广播下一代手持（DVB-NGH）和LTE模型中的混合CDTB业务的第一个规划，在参考。[39 ]第39段。Tusha等人[第四十届]H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000733提出了利用正交/非正交配置用于与两个用户设备（UD）的下行链路传输的混合功率域。Al-Abbasi等人[41]根据变化的信道条件，提出了结合NOMA和正交多址接入H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000734频分多址（OFDMA）。Fam等人[42]提出，单播和广播系统都可以在混合模型中得到最佳使用。Lykougiotis等人。Chen等人。[43]提出使用表2综述了近十年来有关混合广播和宽带技术的文献研究。作者年份客观方法蜂窝网络中基于LDM的非正交传输配置。Zhao等人[44]分析了LDM随时间的性能增益 司 和频分复用（TDM/FDM） 作为用于广播J. Mons等人[7]Lykourgiotis等人[第十五条]2012年LTE网络2014 BC/BB平台提供实时移动/MBSFN流/TDM/ FDM罗密欧小说建筑以及通过蜂窝网络单播消息。Boronat等人[45]介绍了混合电视媒体服务的概念，并举例说明了媒体同步。L. Zhang等人[46]描述并优化了基于FDM的下一代DTV系统中的蜂窝服务传输。Christo-doulou等人[21]提出了LTE混合单播广播内容递送配置. 郭 et al. [23日]优化 混合uni-J.Zhao等人[44]L. Zhang等人[30]20162016移动网络中通过波束成形和LDM组合的固定业务单播/广播非正交传输SCA/S-procedure/SDR和基于对偶分解的解决方案用于扩展ATSC的通过MBMS启用的技术. Fang等人。[47]优化了NOMA的资源调度的能量效率，与正交多个AC相比，Fang等[47] 2016年多载波LDMNOMA资源调度的能量效率3.0比较/TDM-FDM通过DC编程/FTPA优化功率分配Cess（OMA）使用DC编程方法。Park等人[48]实施了DTV系统的现场实验室测试LDM。表2：L.Zhang et al.[29日]2016改进LTE eMBMS随着EX趋于OFDMeMBMS/SFN/更长CP/较小的子载波marizes在与混合广播和宽带技术相关的文献中的重要研究。我们在开始时提到，除了挑战之外，在正交和非正交方面还有机会。因此，我们在本文中的兴趣是考虑混合正交和非正交多层网络[38]。最终，在这ZhengquanZhang等人[35]Al-Abbasi等人[41]20172017参数和LDM多层单频HetNet用于NOMA和OFDMA组合的PA研究。间距多速率/多业务MBMS传输场景，数值结果建议的ERPA和ACPA方法/模拟纸，以取得胜利，克服上述缺点和机会。蜂窝混合LDM/eMBMS配置被示出为用于克服物理结构变化的中间方法J. G. G.et al.[23]2018优化混合动力单播/组播自适应视频流贪婪算法/遗传算法移动和广播系统的差距，已经在技术服务层方面进行了研究[49]。图 1显示了一个简化的示意性建议配置。一E. Chen等人[43]2018通过MBMS具有回程限制的基于LDM的多播和单播传输分支定界算法优化/一种低复杂度凸-发射机和接收机下行链路蜂窝单小区下一代B.Mina.et al.2018年动态NOMA和OMA凹算法基站（gNB）。单输入单输出（SISO）下行传输 是 广播. 的 LDM 非正交 和 该eMBMS正交信号被叠加在不同的频率拱上，[4]美国线性优化5G整数规划问题（LIPP）/DC规划tecture [34].在我们假设的场景中，在单个小区中存在三个BSP，即，分别基于蜂窝单层中的LDM-LL、LDM-UL和eMBMS服务的功率电平来叠加BSP 1、BSP 2和BSP 3LDM-LL在信道中同时广播高数据速率的固定服务和低数据速率的LDM-UL和eMBMS移动台广播移动服务BSP1和BSP2工作在相同的射频下，而BSP3具有不同的频率。GLL、GUL、GeMBMS分别表示来自gNB站的用于LL近端用户和UL远端用户以及eMBMS中间用户的信道增益LDM信号每个子载波携带两个用户，而eMBMS在信道中同时每个子载波携带单个用户[50]。LL是具有强接收信号和低功率的近距离用户传输和更高的信道增益因子，卡拉和卡亚[36]A. Sho.et等[17]L. Zhang.et al.[31]J. J. 吉姆等[28]Shenhong Li等[59]2018下行/上行NOMA平坦衰落信道2019混合广播/宽带网络2019使用LDM在ATSC2019年联合NR-MBMS包括FeMBMS广播。2020年停电概率MC-NOMA下行直放站EX act BER和NOMA/模拟/SIC的封闭形式表达式数值结果随机几何/通过点孔过程（PHP）进行比较：PPP，简化PPP。LDM移动/TDM-FDM/LDM-CL/LDM-EL用于NR-MBMS、5G-NR线性电视和无线电的物理层使用SFN概率密度函数（PDF）/梅林变换/FOX具有用于承载固定服务的高级调制和较大的信号星座。UL是具有弱接收信号的远用户，Tusha等人[40]2020CSI一种混合下行链路功能指数调制IM-较高的功率传输具有来自gNB站的较低的信道增益因子，gNB站具有用于承载移动服务的低电平调制和较小的信号星座。eMBMS是具有平均功率传输信号接收的中等用户，具有来自gNB基站的中等信道增益因子，其具有高级别调制和用于承载移动服务的较大信号星座。LL信号用户被调制为正交相移键控（QPSK），并且UL信号被调制为二进制相移键控（BPSK），并且Jain等人[37] 2020年研究2021NOMA和OFDM存在SIC时基于NOMA的系统中的远近用户性能分析性能研究中间配置非正交/正交LDM/eMBMSNOMA/OFDM-IM针对NOMA系统优化PA。解析结果/蒙特卡罗模拟CDTB/FTPA/解析和蒙特卡罗模拟.在我们的配置中，eMBMS信号用户被调制为QPSK [36，37]。1.2. 贡献本文的贡献总结如下。● 本文主要针对蜂窝宽带2.5G、3G、4G、4.5G、5G分别与DVB-T、DVB-T2广播代之间存在的结构差距，提出了一种新的配置中间方式--混合非正交LDM和正交eMBMS广播技术。● 本文介绍了CDTB缩写的新颖性H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000735------̅̅√̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅表3模拟参数。参数值B5 MHzPT46 dBmM16K8192KM512中心频率f02.1 GHz2.1. 系统模型在本小节中，将介绍功率域下行链路混合非正交/正交LDM/eMBMS蜂窝系统模型。具有M个RB的gNB站包括K个子载波和U个用户。我们有两个组用户，称为LDM用户和eMBMS用户。此外，我们有两个组RB，LDM和eMBMS。用k表示的LDM RB的数量，以及用k表示的eMBMS RB的数量。用Ω表示。每个RB包括K，m个连续的子载波。所述BS用于LDM和eMBMS的用户分配U可变和UD配备有SISO天线。 图 2描述和扩展每比特SNR 0- 24 dB用于LL、UL和eMBMSQPSK/BPSK/QPSK的调制类型LL衰减路径损耗（APL）E HLL2=0dBUL APLE HUL2=0、- 3、- 5、- 7dBeMBMS APLE HeMBMS2=0dB△f610 Hz信道模型/衰落瑞利小尺度频率选择性慢衰落站点间距离500 m接收机类型多载波+SICLDM 0g 1的进样水平（g）<GUL k的UL用户去除用户间干扰。这里，G_LL_k和G_UL_k是如下然后，基带中的时域发射信号由下式给出：K1GLL[k]= HLL[k]2N0，LL（十九）Nk=0基带接收信号y（t）可以写为：GUL[k]= HUL[k]2N0，UL（二十）y t∞x t-∞τh τd τw t（十）3. 性能分析其中w（t）是具有零均值和N0方差的复加性高斯白噪声[55]。并且h（τ）是多径瑞利信道脉冲响应的基带等效，并且可以写为，h（τ）=∑αc（τ-τ）e-j2πf0τ，（11）在这一部分中，数学分析分三个部分进行：1）对误码性能进行了研究和分析。2)研究并分析了LDM多业务下的部分发射功率分配（FTPA）算法. 3)考虑并分析了中断概率性能。Mk=0、H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000738L ll=0其中c（τ）是发射和接收滤波器的聚合脉冲响应。αl表示多径衰落信道的复路径增益，并且存在L个路径。fk离散频率处的离散基带信道频率响应可通过使用傅立叶变换计算如下H[k]=C[k]∑α1e-j2πfkτ1，（12）L对于t∈[0，T′]，接收信号在t=nTs处采样，我们可以写为3.1. 误码率分析在该小节中，基于Kara和Kaya的推导[ 36，37 ]获得LDM部分提出的混合系统的UL和LL的BER性能表达式我们在参考文献中对此进行了调查。[36，37]，他们的工作考虑了单载波系统和平坦衰落信道，我们的工作考虑了多载波，因此，需要进行一些操作以获得匹配我们的多载波系统和多径瑞利信道假设的公式[49]。UL的错误概率如下H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）1000739√̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅ √̅̅̅̅̅̅̅--{}=---42+γA2+γBLDMb当地雇员+b会UL出出出PUL（e）=1[（1-乙氧戊环乙氧戊环γ乙氧戊环A）+（1-乙氧戊环乙氧戊环γ乙氧戊环B）]（21）P（e）=1（b）P （e）+bP（e））（36）哪里γA=（2PUL+PLL）2GUL（22）和B=（2 P UL-P LL）2G LL。（二十三）符号γA和γB是对于叠加dBPSK的不同信号星座点3.2. LDM多业务由于其低计算复杂度，FTPA在OFDMA和PD-NOMA系统中被广泛采用[47，58]。在FTPA中，根据SCk上的所有复用用户的信道增益来分配子载波第k（SCk）上的LDM RB的发射功率，其给出如下E{HUL2}-NUL调制的UL符号和QPSK调制的LL符号。 GLL和GUL是平均信道增益，并且可以被定义为PUL=PLDME{H2}-E+E{HLL2}-苯并咪唑GE{HLL2}（二十四）PLL=PLDM-PUL（38）LL=N0，LL其中，在Eq. （37）01是衰减因子，在0的情况下，它GUL=E HUL2N0，UL（二十五）对应于相同的po（w ≤ er b e ≤ tw e）en分配的用户。FTPA算法i=thm为基于当SNR增加时，将更多的功率分配给较差的平均信道响应系数的思想。给你E是期望运算符。LL的错误概率可以写成如下PLL（e）=11-γC+1γDEγF+γG在这里，我们选择它作为0.4.在表4和表5中，通过FTPA计算的功率分配值具有不同的平均信道系数EH UL2=-3、-5、-7dB。然而，在表4中，在没有FTPA的情况下给出了固定的功率分配值P_LL=0.4和P_UL=0.6在22+γC82+γD2+γE2+γF2+γG（二十六）第4节，从图在图5和图6中，我们将看到，值适合于7dB平均信道系数功率值。对于其他平均信道系数功率值，BER性能为其中，在（26）中，我们可以将SNR的平均值的定义写为等式：（27）γC=PLL GLL，（27）γD=（2PUL+PLL）2GLL，（28）γE=（2PUL-PLL）2GLL，（29）γF=（22PUL+PLL）2GLL，（30）γG=（22 PUL-PLL）2GLL，（31）所提出的混合系统[55]的eMBMS部分中的错误概率被获得和定位，其可以写为如下PeMBMS（e）=1（1-1-N-N-N-N-N-N与FTPA的情况相比，情况变得更糟。此外，使用FTPA对UL BER性能有影响，并且明显地对LDM有影响。由于FTPA对LL BER性能没有增益，因此对LDM的影响不像UL BER性能那样清晰可见。3.3. 停机分析通常，中断概率性能是用于评估服务质量的相关标准。它测量未能达到期望服务所需的输出SNR阈值的概率。中断概率被定义为瞬时和速率下降到某个预定阈值以下的概率，即。例如，R0[59由于所提出的系统是由LDM和eMBMS部分组成的多载波系统，因此我们可以将中断概率写为基于子载波的，并且LDM和eMBMS子载波中断概率的总和如以下等式所示2 2+γeMBMS总体PR =PreMBMS+PrLDM（三十九）哪里其中PreMBMS和PrLDM是eMBMS的中断概率，并且出去（三会ULH. Shariatzadeh等人阵列11（2021）10007310}|（）=（）下一页==---γeMBMS=2PeMBMSGeMBMS（33）拟议系统的LDM部分并且可以定义如下KeMBMS是QPSK调制的eMBMS符号的平均SNR，以及PreMBMS=K1ΣPr{ReMBMS[k]R0}，（40）GeMBMS= E{\displaystyleE} eMBMSN2.（三十四）出来eMBMSKLDM[k=1]0，eMBMSPrLDM=1∑Pr{R[k]R}（41）为了评估RB数量对LDM或eMBMS部分的影响，我们将所提出的混合系统的平均总BER定义如下出来KLDM[k=1]LDM0Pe=（b LL+b UL）P LDM（e）+ Ω beM。P eM。（五）Ω（bLL+bUL）+ΩbeMBMS（三十五）表4FIX功率分配的影响其中b LLlog 2M LL和b ULlog 2M UL和b eMBMSlog2M eMBMS分别表示每LL和UL以及eMBMS符号的比特数。这里，M_LL和M_UL表示LL和UL符号调制的顺序。PLDM e表示LDM部分的平均BER，并且可以写为参数值E HUL2的平均信道系数功率[dB]=路径损耗-3-5 7PLLPUL0.6 0.6 0.6E{HLL2}的平均信道系数功率[dB]=路径损耗0 dBH. Shariatzadeh等人阵列11（2021）10007311KLDM--LDM=--[][ ][ ]=KeMBMS=-表5FTPA算法的影响。参数值pLL[k] =PLL1（48）E H UL 2的平均信道系数功率 [dB]=路径损耗- 三五七pUL[k]=PULK1，（49）PLL粤ICP备05016669号-1对于所有k∈ {1， 2，E H LL 2的平均信道系数功率[dB]=路径损耗0db的会 和 UL，并且KLDM=Km表示LDM子载波的总数。4. 仿真结果在前面的等式中，Eqs。（40）和（41）ReMBMS k和RLDM k分别表示eMBMS部分和LDM部分在子载波k处的和速率并且可以给出如下ReMBMS[k] =log2（ 1+γeMBMS[k]），（42）RLDM[k]=log2（ 1+γLL[k]）+ log2（ 1+γUL[k]）（43）在Eqs。（42）和（43）γeMBMS[k]和γLL[k]是SNR和γUL[k]，是信号与干扰加噪声比（SINR），可以写成γeMBMS[k]=2peMBMS[k]GeMBMS[k]（44）γLL[k]=pLL[k]GLL[k]（45）在仿真结果部分中，将呈现迭代蒙特卡罗仿真结果以基于每个子载波频谱的RB来评估所提出的非正交/正交LDM/eMBMS系统的性能。模拟参数见表3。仿真结果在三个主要部分中呈现：1）针对单独的LDM、eMBMS以及混合非正交/正交建议配置示出的BER性能。2)3）将示出单独的LDM、eMBMS以及混合非正交/正交建议配置的中断概率性能。4.1. BER性能结果γUL kpUL[k]GUL[k]pLL[k]GUL[k] +1（四十六）如图3所示，描绘了LDM BER性能，而理论分析在等式3中给出。（21）、（26）和（36）。可以看出此外，eMBMS以及LL和UL层的功率表示在等式（1）中。（47）从图中可以看出，理论和仿真结果完全吻合。此外，LDM可以在每个子载波上支持两个用户，因此可以促进满足多业务重传的质量。peMBMS[k] =PeMBMS1对于所有k∈ {1， 2，（四十七）要求。由于我们将QPSK用于LL近用户调制，而将BPSK用于UL远用户调制，因此两个层的每符号比特是bLL=log2 4= 2，并且bULlog2 2 1所示。与LL相比，UL用户远离BS 在近距离情况下，近距离用户比远距离用户具有更好的BER性能。因此，我们假设UL的平均频域信道系数是3DB 低 比 LL. 到 补偿 为 这 发行人， 我们 调整固定边H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）10007312图3. LDM层的BER性能与SNR（dB）的关系。H. Shariatzadeh等人阵列11（2021）10007313=-=-=-=-关于我们----- - -一种---- - -一种UL和LL的归一化发射功率为P_LL 0.4和P UL 0.6. 但仍然在SNR为10 dB点和增加高达24 dB时，LDM-LL优于LDM-UL的BER性能。假设LDM和eMBMS RB分配的相等数量为Ω 18。如图4所示的仿真结果，比较了具有混合提出的框架的LDM和eMBMS的BER性能与SNR（dB），其在等式4中导出。（32）和（35）中所述的方法。为了公平比较，我们假设归一化平均频域信道系数为eMBMS用户像LL用户，E H eMBMS2=E H LL2=0 dB，并且用于eMBMS用户的归一化发射功率PeMBMS=P LL+P UL= 1。对于eMBMS，我们使用QPSK调制，每个符号的比特是eMBMS的比特。日志242.虽然我们使用SIC对于LDM用户，残留干扰导致BER性能下降，因此从图4可以看出，eMBMS性能优于LDM，并且所提出的整个混合系统性能介于两者之间。如所预期的，混合提出的框架仿真结果示出了整体性能平均值已经分别位于LDM和eMBMS技术之间。然而，eMBMS可以提供更好的性能，因为它可以支持单个用户，因此，满足隔离约束的概率将在边界的边缘和BSP之间的覆盖区域中增加。与其他两种技术相比，所提出的系统的BER性能高于LDM，低于eMBMS。如上所述，所提出的系统BER性能曲线被放置在LDM和eMBMS之间。4.2. LDM的FTPA算法结果在该子部分中，我们评估FTPA算法对BER性能的影响，以实现LDM层的P LL和P UL功率分配，如图1A和1B所示。 5和6.在表4中，给出了固定的功率分配值，P_LL0.4和P_UL0.6，如没有（w/o）FTPA此外，在表5中，对于不同的平均信道系数，E H UL2=-3、-5、-7dB。因此，从Figs。从图5和图6可以看出，在没有FTPA的情况下比较的FTPA算法的效果优于LDM和UL层两者上的BER性能。从图5可以看出，固定功率分配值在7dB信道系数功率值中精确匹配对于其他平均信道系数值，BER性能与FTPA情况相比变得更差。此外，使用FTPA对UL BER性能有影响，并且明显地对LDM有影响。由于FTPA对LL BER性能没有增益，因此对LDM的影响不像图5中的UL BER性能那样清晰可见。 如图6所示，展示了FTPA算法对具有不同路径损耗的LDM层的BER性能的影响。在我们的新方案中，我们假设LL被设置为0 dB，而LDM改变为（3，5，7）dB，衰减路径损耗（信道系数增益）。在图6中，我们评估了LDM部分的BER性能，对于不具有和具有FTPA算法的UL信道，LDM部分具有