• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.37-42
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• 2021

NOMA (Non-orthogonal multiple Access) 시스템은 스펙트럼의 효율이 높아서 차세대 이동통신 방식으로 주목을 받고 있지만, 여러 사용자가 동시에 채널을 엑세스 하는 다중 사용자 시스템이므로 사용자 스케쥴링이 필요하다. 대표적인 스케쥴링 방식으로 PF (Proportional fairness) 스케쥴링 방식과 CDF (Cumulative distribution function) 스케쥴링 방식이 있는데, PF 스케쥴링 방식은 셀 가장자리에 위치한 사용자는 전송기회를 갖기가 매우 어렵다. 그러므로 최근에는 사용자들의 위치와 무관하게 동일한 전송기회를 갖는 CDF 스케쥴링이 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 상향 NOMA 시스템에 CDF 스케쥴링을 적용하였을 때 사용자의 채널 획득확률, 사용자 수에 따른 오수신율, 그리고 송신 가중치에 따른 시스템의 오수신율을 시뮬레이션을 통하여 구하였다. 시뮬레이션 결과 각각의 사용자들의 채널 획득 확률이 동일함을 확인하였고, 사용자의 수가 증가할수록 오수신율은 감소하였다. 그리고 셀 가장 자리에 있는 사용자의 송신 가중치를 증가하여도 시스템의 오수신율에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있었다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.25-30
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• 2020

최근 차세대 이동통신 시스템에 적용하기 위하여 비직교 다중화 (Non-orthogonal multiple access, NOMA) 방식이 많은 주목을 받고 있다. 그런데 NOMA 시스템에서는 동일한 통신자원에 많은 사용자를 중첩하므로 필수적으로 사용자 간섭이 존재하게 된다. 그동안 사용자 간섭을 해석하기 위하여 대표적으로 근사 백색잡음 방식과 랜덤변수 방식의 두 가지 방식을 사용해 왔다. 본 논문에서는 이 두 가지 방법을 NOMA 시스템의 상향 링크에 적용하여 사용자의 오수신률을 각각 유도하고 두 가지 방식의 결과를 서로 비교하였다. 송신전력에 따른 오수신률, 거리에 따른 오수신률, 그리고 전력할당에 따른 오수신률의 수치적인 결과를 각각 비교하였다. 비록 두 가지 방식에서 유도한 수식 표현은 서로 다르지만, 수치적인 예에서는 서로 동일한 결과를 얻었다. 따라서 본 논문의 결과는 NOMA 시스템을 해석하는데 두 가지 방식 모두 적용이 가능하다는 것을 보여주었다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권5호
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• pp.1944-1956
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• 2021

This paper considers a cellular two-way relay network with one base station (BS), one relay station (RS), and two users. The two users are far from the BS and no direct links exist, and the two users exchange messages with the BS via the RS. A non-orthogonal multiple access (NOMA) and network coding (NC)-based decode-and-forward (DF) two-way relaying (TWR) scheme TWR-NOMA-NC is proposed, which is able to reduce the number of channel-uses to three from four in conventional time-division multiple access (TDMA) based TWR approaches. The achievable sum-rate performance of the proposed approach is analyzed, and a closed-form expression for the sum-rate upper bound is derived. Numerical results show that the analytical sum-rate upper bound is tight, and the proposed TWR-NOMA-NC scheme significantly outperforms the TDMA-based TWR and NOMA-based one-way relaying counterparts.

• 융합정보논문지
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• 제10권8호
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• pp.7-14
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• 2020

5G 이동 통신 시스템에서는, 통신 서비스가 100배 빠른 망 연결을 연구한다. 비직교 다중접속은 선도적인 5G 기술들 중 하나로 주목받고 있다. 비직교 다중접속에서는 사용자들이 채널 자원들을 공유하여, 더 많은 사용자들이 동시에 서비스를 받을 수가 있다. LTE와 같은 4G 이동 통신에서 사용되는 직교 다중접속과 비교하면, 비직교 다중접속은 높은 주파수 효율과 초저 지연과 같은 장점을 가진다. 본 논문에서는 비직교 다중접속의 수신기들을 비교한다. 표준 수신기, SIC를 수행하지 않는 수신기, 그리고 대칭 중첩 코딩 수신기가 비교된다. 구체적으로, 표준 수신기의 성능이 가장 우수하며, SIC를 수행하지 않는 수신기, 그리고 대칭 중첩 코딩 수신기의 성능은 전력 할당에 따라 달라지는 성능 분석을 본 논문에서 고찰한다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권4호
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• pp.48-54
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• 2021

In most existing researches on non-orthogonal multiple access (NOMA) with symmetric superposition coding (SSC), uniform sources have been usually considered. For the first part in this two-part paper, for the strongest channel gain user, we showed that the bit-error rate (BER) for the optimal maximum a-posteriori (MAP) receiver for the non-uniform source improves slightly, compared to that of the conventional receiver for the uniform sources. We demonstrate that in communication scenarios of the non-uniform source NOMA schemes, for the weakest channel gain user, the BER performance of the optimal MAP receiver for a non-uniform source improves greatly, compared to that of the conventional receiver for uniform sources. We first derive an analytical expression of the BER for non-uniform source NOMA with SSC. Then, simulations demonstrate that the BER of the optimal MAP receiver for the non-uniform source improves, compared with that of the conventional maximum likelihood (ML) receiver for the uniform sources. In result, the proposed optimal MAP receiver for the non-uniform source could be a promising scheme for SSC NOMA, with improved BER performances.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권4호
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• pp.39-47
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• 2021

Lempel-Ziv coding is one of the most famous source coding schemes. The output of this source coding is usually a non-uniform code, which requires additional source coding, such as arithmetic coding, to reduce a redundancy. However, this additional source code increases complexity and decoding latency. Thus, this paper proposes the optimal maximum a-posteriori (MAP) receiver for non-uniform source non-orthogonal multiple access (NOMA) with symmetric superposition coding (SSC). First, we derive an analytical expression of the bit-error rate (BER) for non-uniform source NOMA with SSC. Then, Monte Carlo simulations demonstrate that the BER of the optimal MAP receiver for the non-uniform source improves slightly, compared to that of the conventional receiver for the uniform source. Moreover, we also show that the BER of an approximate analytical expression is in a good agreement with the BER of Monte Carlo simulation. As a result, the proposed optimal MAP receiver for non-uniform source could be a promising scheme for NOMA with SSC, to reduce complexity and decoding latency due to additional source coding.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권2호
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• pp.1-9
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• 2021

In the Internet-of-Things (IoT) and artificial intelligence (AI), complete implementations are dependent largely on the speed of the fifth generation (5G) networks. However, successive interference cancellation (SIC) in non-orthogonal multiple access (NOMA) of the 5G mobile networks can be still decoding latency and receiver complexity in the conventional SIC NOMA scheme. Thus, in order to reduce latency and complexity of inherent SIC in conventional SIC NOMA schemes, we propose a rate-lossless non-SIC NOMA scheme. First, we derive the closed-form expression for the achievable data rate of the asymmetric 2PAM non-SIC NOMA, i.e., without SIC. Second, the exact achievable power allocation interval of this rate-lossless non-SIC NOMA scheme is also derived. Then it is shown that over the derived achievable power allocation interval of user-fairness, rate-lossless non-SIC NOMA can be implemented. As a result, the asymmetric 2PAM could be a promising modulation scheme for rate-lossless non-SIC NOMA of 5G networks, under user-fairness.

• ETRI Journal
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• 제43권4호
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• pp.758-768
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• 2021

In this work, the secrecy of a typical wireless cooperative dual-hop non-orthogonal multiple access (NOMA)-enabled decode-and-forward (DF) relay network is investigated with the impact of collaborative and non-collaborative eavesdropping. The system model consists of a source that broadcasts the multiplexed signal to two NOMA users via a DF relay, and information security against the eavesdropper nodes is provided by a helpful jammer. The performance metric is secrecy rate and ergodic secrecy capacity is approximated analytically. In addition, a differential evolution algorithm-based power allocation scheme is proposed to find the optimal power allocation factors for relay, jammer, and NOMA users by employing different jamming schemes. Furthermore, the secrecy rate analysis is validated at the NOMA users by adopting different jamming schemes such as without jamming (WJ) or conventional relaying, jamming (J), and with control jamming (CJ). Simulation results demonstrate the superiority of CJ over the J and WJ schemes. Finally, the proposed power allocation outperforms the fixed power allocation under all conditions considered in this work.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.69-76
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• 2016

본 논문에서는 5세대 이동통신 네트워크에서 도입하고자하는 순차 간섭제거(Successive interference cancellation)를 채택한 비직교 다중화(Non-orthogonal multiple access) 시스템에 협동 릴레이를 채택하였을 경우의 시스템 성능을 유도하였다. 그동안의 연구는 단순히 지정된 릴레이를 대상으로 연구가 진행되었지만 본 논문에서는 최대-최소 릴레이 선택법을 적용한 기회전송 증가 릴레이 시스템의 오수신율을 해석적으로 분석하였다. 그리고 현실적인 이동통신 환경을 고려하여 릴레이는 균일 포아송 분포로 모델링하였고, 시스템의 성능을 더욱 개선하기 위하여 목적지에서 최대비 합성(Maximal ration combining)을 적용하였다. 수치적인 해석 결과 원/근 사용자 송신전력비가 클수록 오수신율이 개선되었으며, 직접 경로만 사용하여 정보를 전송하는 경우보다 릴레이를 사용한 협동 시스템의 성능이 항상 우수함을 나타내었다. 또한 포아송 밀도가 높을수록 공간 다이버시티 이득이 커지고 결국 성능이 개선됨을 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.25-33
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• 2017

NOMA (Non-orthogonal multiple access) 시스템은 스펙트럼 효율이 높기 때문에 제5세대 이동통신 방식에서 다중화 방식으로 채택이 매우 유력하다. 본 논문에서는 사용자를 릴레이로 채택한 협동 NOMA 시스템에서 오수신율을 최소화하기 위한 최적의 전력 할당 방법에 관하여 연구하였다. 먼저 릴레이 사용자 및 선택 결합을 갖는 목적지 사용자의 오수신율을 유도한 후, 이를 바탕으로 협동 NOMA 시스템의 오수신율을 유도하였다. 해석적으로 유도한 결과는 Monte Carlo 시뮬레이션한 결과로 입증하였다. 유도한 시스템의 오수신율은 Convex 함수가 되기 때문에, 오수신율을 최저로 하는 전력할당 값을 최적의 전력할당 계수로 구하였다. 수치적인 계산 결과 목적지 사용자가 요구하는 전송용량이 커질수록 최적의 전력할당 계수가 증가하는 것을 알 수 있었다. 그리고 목적지 사용자의 전송용량이 고정된 경우, 릴레이 사용자가 요구하는 전송용량이 증가할수록 최적의 전력 할당계수는 감소하였다.