moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2025.50.3.043 2002 Анализ эффективности применения неортогонального разделения каналов (NOMA) в широкополосных сетях радиосвязи Analysis of the efficiency of using non-orthogonal multiple access (NOMA) methods in broadband radio communication networks 0000-0003-4191-0396 Егоров Станислав Геннадьевич Egorov Stanislav Gennadevich sgegorov@gmail.com aff-1 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича The Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of Telecommunications 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2025.50.3.043 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

В настоящее время известно, что применение методов неортогонального разделения каналов (NOMA) позволяет повысить спектральную эффективность и абонентскую емкость сетей связи. При наличии нелинейных искажений или нарушения синхронизации ортогональность сигналов абонентов внутри CDMA-группы нарушается, что приводит к возникновению межканальной интерференции и снижению помехоустойчивости с ростом числа абонентов, что необходимо учитывать при анализе помехоустойчивости в широкополосных сетях радиосвязи. В работе приведены результаты моделирования, показывающие, возможность использовании ортогонального синхронного кодового разделения каналов совместно с неортогональным методом разделения каналов, а помехоустойчивость системы определяется исключительно характеристиками NOMA. Показано влияние распределения мощностей абонентов на помехоустойчивость сети связи в зависимости от удаленности абонентов. Для анализа использованы математические модели и программные реализации в Matlab, которые позволяют исследовать ключевые параметры системы, включая вероятность ошибки (BER), пропускную способность и стратегии распределения мощности. Результаты работы демонстрируют, что предложенный подход позволяет эффективно анализировать и оптимизировать NOMA-системы, учитывая влияние нелинейных искажений и распределения мощности. Приведены примеры расчетов, подтверждающие целесообразность применения NOMA в широкополосных сетях радиосвязи.

It is known that the use of Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) methods can improve the spectral efficiency and capacity of communication networks. However, in the presence of nonlinear distortions or synchronization issues, the orthogonality of user signals within a CDMA group is disrupted, leading to inter-channel interference and a reduction in interference immunity as the number of users increases. This must be taken into account when analyzing the interference immunity in broadband radio communication networks. The paper presents simulation results demonstrating the possibility of using orthogonal synchronous code division multiple access in combination with non-orthogonal multiple access, where the system's interference immunity is determined solely by the characteristics of NOMA. The influence of power distribution among users on the network's interference immunity, depending on their distance, is shown. For the analysis, mathematical models and MATLAB implementations were used, enabling the study of key system parameters, including bit error rate (BER), capacity, and power allocation strategies. The results demonstrate that the proposed approach allows for effective analysis and optimization of NOMA systems, taking into account the impact of nonlinear distortions and power distribution. Examples of calculations are provided, confirming the feasibility of using NOMA in broadband radio communication networks.

 неортогональное разделение каналов спектральная эффективность помехоустойчивость нелинейные искажения распределение мощности сети радиосвязи Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) spectral efficiency interference immunity nonlinear distortions power allocation radio networks Исследование выполнено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. References Бакулин М.Г., Бен Режеб Т.Б.К., Крейнделин В.Б. и др. Неортогональный множественный доступ (NOMA) как основа систем связи 5G и 6G. Москва: Горячая линия – Телеком; 2024. 263 с. Liu Yu., Qin Zh., Elkashlan M., Ding Zh., Nallanathan A., Hanzo L. Nonorthogonal Multiple Access for 5G and Beyond. Proceedings of the IEEE. 2017;105(12):2347–2381. https://doi.org/10.1109/JPROC.2017.2721395 Vaezi M., Ding Zh., Poor H.V. Multiple Access Techniques for 5G Wireless Networks and Beyond. Cham: Springer; 2019. 685 p. https://doi.org/10.1007/978-3-319-92090-0 Islam S.M.R., Avazov N., Dobre O.A., Kwak K.-S. Power-Domain Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) in 5G Systems: Potentials and Challenges. IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2017;19(2):721–742. https://doi.org/10.1109/COMST.2016.2621116 Kara F., Kaya H. BER Performances of Downlink and Uplink NOMA in the Presence of SIC Errors over Fading Channels. IET Communications. 2018;12(15):1834–1844. https://doi.org/10.1049/iet-com.2018.5278 Oviedo J.A., Sadjadpour H.R. Fundamentals of Power Allocation Strategies for Downlink Multi-User NOMA with Target Rates. IEEE Transactions on Wireless Communications. 2020;19(3):1906–1917. https://doi.org/10.1109/TWC.2019.2959763 Aldababsa M., Toka M., Gökceli S., Kurt G.K., Kucur O. A Tutorial on Nonorthogonal Multiple Access for 5G and Beyond. Wireless Communications and Mobile Computing. 2018;2018. https://doi.org/10.1155/2018/9713450 Ding Zh., Fan P., Poor H.V. Impact of User Pairing on 5G Nonorthogonal Multiple-Access Downlink Transmissions. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2016;65(8):6010–6023. https://doi.org/10.1109/TVT.2015.2480766 Jain P.C. Problems of Synchronization and Non-Linear Distortion and Their Effect on the Detection of Walsh Functions. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 1971;13(3):192–198. https://doi.org/10.1109/TEC.1971.5217711 Harada H., Prasad R. Simulation and Software Radio for Mobile Communications. London: Artech House; 2002. 467 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.