• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.360-363
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• 2020

We present the power of the correlated superposition coding (SC) in non-orthogonal multiple access (NOMA). This paper derives closed-form expressions for the total allocated power with the constant total transmitted power. It is shown that the total allocated power is the function of a correlation coefficient. In result, the correlated SC NOMA should be designed with consideration of the correlation coefficient.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권2호
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• pp.267-273
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• 2021

비직교 다중 접속 기법은 주파수 효율을 향상시키는 차세대 무선 네트워크의 주요 후보 기술이다. 비직교 다중 접속은 사용자의 전력 할당 기반 채널 이득 차를 활용하여 중첩 코딩을 한다. 그러나 비슷한 채널 이득을 가질 때 중첩코딩의 원리를 위반하여 신호를 전송하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 제안된 기법이 전송 신호의 위상 회전을 활용한 비직교 다중 접속 기법이다. 이 기술은 전송 신호의 위상 회전을 통해 중첩 코딩된 신호 사이의 최소 거리를 늘림으로써 비트 오차율을 개선하여 기존 채널 이득 문제를 해결한다. 본 논문에서는 주파수 효율 개선을 위해 위상 회전을 이용한 비직교 다중 접속 기반 새로운 인덱스 변조를 제안한다. 사용자 페어링에서 사용자마다 위상 회전의 활성화된 상태에 따라 인덱스 비트를 할당하여 추가 정보 비트를 전송하고자 한다. 모의실험을 통해 기존 비직교 다중 접속 대비 위상 회전을 이용할 경우 비트 오차율 개선 및 인덱스 변조를 이용하여 전송 용량의 향상을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.430-435
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• 2022

본 논문에서는 하나의 매크로 기지국과 다수의 소형 기지국들로 구성된 이종 네트워크 (Heterogeneous Network, HetNET) 시스템에서 비직교 다중 접속 (Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA) 기술을 고려한다. 여기서, NOMA 신호에 대하여 완벽한 순차적 간접 제거를 가정한다. 본 논문에서는 이러한 NOMA 기반의 이종 네트워크에서 데이터 전송률을 최대화하기 위하여 딥러닝 기반의 사용자 및 전력 할당 기법을 제안한다. 특히, 제안하는 기법은 부하 분산을 위한 심층신경망(Deep Neural Network, DNN) 기반의 사용자 할당 과정과 할당된 사용자에 대한 데이터 전송률의 최대화를 위한 DNN 기반의 전력 할당 과정을 포함한다. 기지국과 사용자간 경로 손실과 레일레이 페이딩 채널을 가정한 시뮬레이션을 통해 제안하는 기법의 성능을 평가하고, 기존의 최대 신호 대 간섭 및 잡음비(Max-Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, Max-SINR) 기법의 성능과 비교한다. 성능 비교를 통해서 제안된 기법이 기존의 Max-SINR 기법보다 높은 데이터 전송률을 제공하는 것을 보여준다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.11-19
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• 2021

본 논문에서는 주파수 효율적으로 다중 유니캐스트와 멀티캐스트 스트림을 동시에 전송하기 위한 채널정렬 기반 비직교 다중접속 방법을 제안한다. 이 방법에서 멀티캐스트 클러스터 내 수신기들은 자신의 채널을 정렬하는 수신 빔포밍 벡터를 채용하고 기지국은 정렬된 채널 정보를 이용하여 멀티캐스트 클러스터 간 간섭을 제거하는 송신 빔포밍 벡터를 설계한다. 유니캐스트 수신기들은 송신 빔포밍 벡터와 결합된 유효수신채널 정보를 이용하여 유니캐스트 수신기 간 간섭을 제거하는 수신 빔포밍 벡터를 설계한다. 제안한 방법은 간섭을 효과적으로 제거하여 높은 SNR 영역에서 기존의 직교 다중접속 방법보다 높은 총합 데이터 율을 달성한다. 또한 제안한 비직교 다중접속 방법과 기존의 직교 다중접속 방법의 장점을 결합하는 하이브리드 방법을 제안한다. 이 방법은 채널상태에 따라 적응적으로 낮은 SNR 영역에서는 수신신호전력을 향상하는 기존의 직교 다중접속 방법을 적용하고 높은 SNR 영역에서는 효과적으로 간섭을 제거하는 제안한 비직교 다중접속 방법을 적용한다. 이를 통해 제안한 하이브리드 방법은 전체 SNR 영역에서 우수한 총합 데이터율을 달성한다.

• 정보처리학회논문지:컴퓨터 및 통신 시스템
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• 제10권6호
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• pp.173-180
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• 2021

비 직교 다중 접속(NOMA : Non Orthogonal Multiple Access) 기술은 5G 네트워크의 등장으로 폭발적으로 증가한 사용자의 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위한 기술이다. 비 직교 다중 접속 기술은 기존의 직교 다중 접속(OMA : Orthogonal Multiple Access) 기술에서 주파수의 직교성을 없애고 다른 신호를 구분하기 위해 전력을 차등적으로 할당하는 기술이다. NOMA 기술 중 협력 NOMA 기술은 거리가 먼 사용자들에게 보내기 위해 많은 전력을 소모하는 것이 아닌 중계 노드에게 신호를 보내어서 중계 노드가 대신 NOMA를 수행하는 방법이다. 하지만, 협력 NOMA에서는 중계 노드가 협력 NOMA에 참여하는 동기가 반드시 필요하다. 이를 위해 기지국은 중계 노드에게 인센티브를 지급할 수 있지만 중계 노드가 기여한 만큼 공정하게 지급해야 한다. 이러한 인센티브 체계를 수립할 때 발생하는 문제점이 있는데 그것은 중계 노드가 자신의 기여를 속인다면 기지국 입장에서는 전체 시스템 성능도 하락할 뿐 아니라 높은 인센티브를 지급해야 한다는 것이다. 본 논문에서는 협력 NOMA 네트워크에 참여하는 중계 노드들이 이기적으로 행동하여 거짓된 정보를 보고하는 것을 방지하기 위해 메커니즘 디자인을 사용한 기법을 제안한다. 메커니즘 디자인 중 VCG메커니즘을 사용하여 중계 노드들의 이기적인 행동을 제어하고 전체 시스템 성능을 높일 수 있도록 하였다. 실험 결과로 중계 노드들이 이기적으로 행동했을 때의 전체 시스템 성능보다 VCG 메커니즘을 사용하여 모두가 진실하게 행동했을 때의 전체 시스템 성능이 증가함을 보였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제6권12호
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• pp.3237-3256
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• 2012

In the context of effective usage of a scarce spectrum resource, emerging wireless communication standards will demand spectrum sharing with existing systems as well as multiple access with higher spectral efficiency. We mathematically analyze the sum throughput of a spectrum sharing space-division multiple access (SDMA) system, which forms a transmit null in the direction of other coexisting systems while satisfying orthogonal beamforming constraints. For a large number of users N, the SDMA throughput scales as log N at high signal-to-noise ratio (SNR) ((J-1) loglog N at normal SNR), where J is the number of transmit antennas. This indicates that multiplexing gain of the spectrum sharing SDMA is $\frac{J-1}{J}$ times less than that of the non-spectrum sharing SDMA only using orthogonal beamforming, whereas no loss in multiuser diversity gain. Although the spectrum sharing SDMA always has lower throughput compared to the non-spectrum sharing SDMA in the non-coexistence scenario, it offers an intriguing opportunity to reuse spectrum already allocated to other coexisting systems.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제15권3호
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• pp.1174-1192
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• 2021

With the assistance of non-orthogonal multiple access (NOMA), the spectrum efficiency and the number of users in cloud radio access network (CRAN) can be greatly improved. In this paper, the system performance of NOMA-assisted CRAN is investigated. Specially, the outage probability (OP) and ergodic sum rate (ESR), are derived for performance evaluation of the system, respectively. Based on this, by minimizing the OP of the system, a suboptimal power allocation (PA) scheme with closed-form PA coefficients is proposed. Numerical simulations validate the accuracy of the theoretical results, where the derived OP has more accuracy than the existing one. Moreover, the developed PA scheme has superior performance over the conventional fixed PA scheme but has smaller performance loss than the optimal PA scheme using the exhaustive search method.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제12권6호
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• pp.2697-2710
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• 2018

Owing to the development of Internet of Things (IoT), the fifth-generation (5G) wireless communication is going to foresee a substantial increase of mobile traffic demand. Energy efficiency and spectral efficiency are the challenges in a 5G network. Non-orthogonal multiple access (NOMA) is a promising technique to increase the system efficiency by adaptive power control (PC) in a 5G network. This paper proposes an efficient PC scheme based on evolutionary game theory (EGT) model for uplink power-domain NOMA system. The proposed PC scheme allows users to adaptively adjusts their transmit power level in order to improve their payoffs or throughput which results in an increase of the system efficiency. In order to separate the user signals, a successive interference cancellation (SIC) receiver installed at the base station (BS) site. The simulation results demonstrate that the proposed EGT-based PC scheme outperforms the traditional game theory-based PC schemes and orthogonal multiple access (OMA) in terms of energy efficiency and spectral efficiency.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제14권1호
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• pp.20-39
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• 2020

This paper considers a downlink multi-carrier cooperative non-orthogonal multiple access (NOMA) transmission, where no direct link exists between the far user and the base station (BS), and the communication between them only relies on the assist of the near user. Firstly, the BS sends a superimposed signal of the far and the near user to the near user, and then the near user adopts simultaneous wireless information and power transfer (SWIPT) to split the received superimposed signal into two portions for energy harvesting and information decoding respectively. Afterwards, the near user forwards the signal of the far user by utilizing the harvested energy. A minimum data is required to ensure the quality of service (QoS) of the far user. We jointly optimize power allocation, subcarrier allocation, time allocation, the power allocation (PA) coefficient and the power splitting (PS) ratio to maximize the number of data bits received at the near user under the energy causality constraint, the minimum data constraint and the transmission power constraint. The block-coordinate descent method and the Lagrange duality method are used to obtain a suboptimal solution of this optimization problem. In the final simulation results, the superiority of the proposed NOMA scheme is confirmed compared with the benchmark NOMA schemes and the orthogonal multiple access (OMA) scheme.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권1호
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• pp.75-81
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• 2021

As the number of connected smart devices and applications increases explosively, the existing orthogonal multiple access (OMA) techniques have become insufficient to accommodate mobile traffic, such as artificial intelligence (AI) and the internet of things (IoT). Fortunately, non-orthogonal multiple access (NOMA) in the fifth generation (5G) mobile networks has been regarded as a promising solution, owing to increased spectral efficiency and massive connectivity. In this paper, we investigate the achievable data rate for non-orthogonal multiple access (NOMA) with negatively-correlated information sources (CIS). For this, based on the linear transformation of independent random variables (RV), we derive the closed-form expressions for the achievable data rates of NOMA with negatively-CIS. Then it is shown that the achievable data rate of the negatively-CIS NOMA increases for the stronger channel user, whereas the achievable data rate of the negatively-CIS NOMA decreases for the weaker channel user, compared to that of the positively-CIS NOMA for the stronger or weaker channel users, respectively. We also show that the sum rate of the negatively-CIS NOMA is larger than that of the positively-CIS NOMA. As a result, the negatively-CIS could be more efficient than the positively-CIS, when we transmit CIS over 5G NOMA networks.