KR102074216B1 - A Fixed Rate Splitting Method and System for Uplink Non-Orthogonal Multiple Access Systems - Google Patents

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KR102074216B1 KR1020190071331A KR20190071331A KR102074216B1 KR 102074216 B1 KR102074216 B1 KR 102074216B1 KR 1020190071331 A KR1020190071331 A KR 1020190071331A KR 20190071331 A KR20190071331 A KR 20190071331A KR 102074216 B1 KR102074216 B1 KR 102074216B1
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곽경섭
류홍무
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Abstract

Disclosed are a fixed rate splitting (FRS) method for an uplink non-orthogonal multi-access system, and a system thereof. The FRS method for an uplink non-orthogonal multi-access system of the present invention comprises the steps of: performing an FRS using a fixed power allocation coefficient to allocate transmission power for reverse power control between two data streams of a first or second user; obtaining a signal overlapping a power domain using the data streams, and obtaining the transmission power for the reverse power control to guarantee a power level of a received signal of a base station required for processing successive interference cancellation (SIC); and applying the SIC to restore the received signal of the base station.

Description

상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 방법 및 시스템{A Fixed Rate Splitting Method and System for Uplink Non-Orthogonal Multiple Access Systems}A fixed rate splitting method and system for uplink non-orthogonal multiple access systems

본 발명은 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 방법 및 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a fixed rate division method and system for an uplink non-orthogonal multiple access system.

스펙트럼 효율이 높은 대규모의 연결을 제공할 수 있는 비직교 다중 접속(Non-Orthogonal Multiple Access; NOMA)은 5세대(5G) 네트워크 및 다중 접속 패러다임 변화로 간주되어 왔다. 전력 도메인 중첩 코딩 및 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC)의 도움으로, 전력 도메인 비직교 다중접속(Non-Orthogonal Multiple Access; NOMA) 시스템에서 시간, 주파수 및/또는 코드 축을 따라 동일한 직교 자원 블록에서 복수의 사용자가 서비스된다. 여러 사용자에게 서로 다른 유형의 서비스 메시지를 전달하는 기능과 관련하여, 속도 분할(Rate Splitting; RS) 기법은 최근 많은 주목을 받고 있다. 특히 속도 분할 송신기는 개인 정보를 공통 메시지와 개인 메시지로 분할하여 모든 수신자가 공통 메시지를 디코딩할 수 있도록 한다. 상향링크 비직교 다중접속 시스템의 경우, 전력 도메인 중첩 코딩과 속도 분할 모두에 관한 복잡한 전력 할당 때문에 속도 분할을 구현하기 어렵다. 또한, 복잡한 시스템 설정 때문에 상향링크 비직교 다중접속 시스템의 속도 분할 성능 분석을 실시하기 어렵다.Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA), which can provide large-scale, spectral-efficient connections, has been considered a fifth generation (5G) network and multiple access paradigm shift. The same orthogonal resource blocks along time, frequency and / or code axis in a power domain non-orthogonal multiple access (NOMA) system with the aid of power domain overlap coding and successive interference cancellation (SIC). In plural users are serviced. With regard to the ability to deliver different types of service messages to different users, the rate splitting (RS) technique has received much attention recently. In particular, the rate division transmitter splits the personal information into a common message and a private message so that all receivers can decode the common message. For uplink non-orthogonal multiple access systems, rate division is difficult to implement because of the complex power allocation for both power domain overlap coding and rate division. In addition, due to the complex system configuration, it is difficult to analyze the speed division performance of the uplink non-orthogonal multiple access system.

한국 공개특허공보 10-2016-0005273호(2016.01.15.)Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2016-0005273 (2016.01.15.)

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 근접 사용자와 멀리 있는 사용자가 전력 도메인 비직교 다중접속(Non-Orthogonal Multiple Access; NOMA)를 사용하여 기지국(Base Starion; BS)과 통신하는 상향링크 비직교 다중접속 시스템에 대해 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS) 방법 및 시스템을 제공하는데 있다. 역방향 전력 제어에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템에 대한 고정적 속도 분할 방식을 통해 분할된 데이터 스트림 사이에 전력 할당을 수행하여 정전 확률을 감소시키고자 한다.The technical problem to be achieved by the present invention is an uplink non-orthogonal multiple access system in which a user far from the near user communicates with a base station (BS) using power domain non-orthogonal multiple access (NOMA). To provide a fixed rate splitting (FRS) method and system for the present invention. In the uplink non-orthogonal multiple access system according to the reverse power control, power allocation is performed between the divided data streams through a fixed rate division scheme to reduce the probability of power failure.

일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 방법은 제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS)을 수행하는 단계, 상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 단계 및 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 단계를 포함한다. In one aspect, the fixed rate division method for the uplink non-orthogonal multiple access system proposed in the present invention is fixed to allocate the transmission power for the reverse power control between the two data streams of the first user or the second user Performing fixed rate splitting (FRS) using a power allocation coefficient, obtaining signals superimposed on the power domain using the two data streams, and performing continuous interference cancellation (SIC) processing; Obtaining transmit power for reverse power control to ensure the required power level of the base station's arrival signal and applying successive interference cancellation to recover the base station's arrival signal.

제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할을 수행하는 단계는 소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할된다. Performing a fixed rate division using a fixed power allocation factor to allocate transmit power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user may process the source information to modulate the information signal and The information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively.

상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 단계는 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류한다. Obtaining a signal superimposed on the power domain using the two data streams, and obtaining the transmission power for the reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for the continuous interference cancellation processing, the first user or first The detection command at the base station is classified in consideration of the information signal of the second user, the first virtual user corresponding to the two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user.

또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 시스템은 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 단계는 기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출하고, 제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구한다. In another aspect, in the fixed rate division system for the uplink non-orthogonal multiple access system proposed by the present invention, the step of applying the continuous interference cancellation to recover the arrival signal of the base station is a first arrival signal of the base station Apply continuous interference cancellation to recover the divided two data streams for the information signal of the user or the second user, the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, And detecting the information signals and the two data streams in order of detection performance in order to detect two data streams, and obtaining an SNR threshold for detecting the information signals of the first user and the second user.

제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS)을 수행하고, 상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 고정적 속도 분할 전송부 및 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 기지국의 SIC 프로세싱부를 포함한다. Perform fixed rate splitting (FRS) using a fixed power allocation coefficient to allocate transmission power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user, and the two data streams Fixed rate divisional transmission for obtaining a signal superimposed on the power domain and obtaining transmit power for reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for continuous interference cancellation (SIC) processing And an SIC processing unit of the base station applying continuous interference cancellation to recover the arrival signal of the secondary and base station.

고정적 속도 분할 전송부는 소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할되고, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류한다. The fixed rate division transmitter processes the source information to modulate the information signal, and the information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively. The detection command at the base station is considered in consideration of the information signal of the first user or the second user, the first virtual user corresponding to the two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user. Classify.

기지국의 SIC 프로세싱부는 기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출하고, 제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구한다. The SIC processing unit of the base station applies successive interference cancellation to recover two divided data streams for the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, which is the arrival signal of the base station. To detect the information signal of the first user or the second user and the two data streams in the order of detection performance in order of detecting the two data streams, and the information of the first user and the second user. Obtain an SNR threshold for detecting a signal.

본 발명의 실시예들에 따르면 역방향 전력 제어를 고려했을 때, 한 사용자의 정보 신호는 상향링크 전송을 위한 두 데이터 스트림으로 분할된다. 다른 사용자의 경우 속도 분할 없이 전송된다. 고정 전력 할당 계수는 데이터 스트림 사이에 전송 전력을 할당하기 위해 한 사용자에게 적용된다. 기지국 수신기에서는 모든 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소가 적용된다. 제안하는 고정적 속도 분할 기술은 종래의 상향링크 NOMA 전송 체계에 비해 우수한 정전 성능을 달성하는 것으로 나타난다. 역방향 전력 제어에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템에 대한 고정적 속도 분할 방식을 통해 분할된 데이터 스트림 사이에 전력 할당을 수행하여 정전 확률을 감소시키는 데 최적화될 수 있다.According to embodiments of the present invention, in consideration of reverse power control, an information signal of one user is divided into two data streams for uplink transmission. For other users it is sent without rate splitting. The fixed power allocation factor is applied to one user for allocating transmit power between data streams. At the base station receiver, continuous interference cancellation is applied to recover all data streams. The proposed fixed rate division technique achieves better power failure performance than the conventional uplink NOMA transmission scheme. It can be optimized to reduce the power failure probability by performing power allocation between the divided data streams through the fixed speed division scheme for the uplink non-orthogonal multiple access system according to the reverse power control.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 NOMA 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정적 속도 분할 전송부에서의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 SIC 프로세싱부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표 도착 SNR 대비 정전 확률을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 확률에 대한 표적 속도를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 확률에 대한 목표 속도 분할 계수를 나타내는 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 할당 계수가 고정적 속도 분할 기술의 정전 성능에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.1 is a schematic diagram illustrating an uplink NOMA system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a fixed speed division method for an uplink non-orthogonal multiple access system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram for describing an operation process of a fixed speed division transmitter according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating an operation process of an SIC processing unit of a base station according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a configuration of a fixed speed division system for an uplink non-orthogonal multiple access system according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating a probability of power failure compared to a target arrival SNR according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing a target velocity against an outage probability according to an embodiment of the present invention.
8 is a graph illustrating a target velocity splitting factor for an outage probability according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the effect of the power allocation coefficient on the electrostatic performance of the fixed speed division technique according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 NOMA 시스템을 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram illustrating an uplink NOMA system according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 기지국(Base Station; BS)과 제1 사용자(U1), 제2 사용자(U2)로 구성된 상향링크 비직교 다중접속(Non-Orthogonal Multiple Access; NOMA) 시스템을 고려한다. 일반성의 손실 없이, 제1 사용자(U1), 제2 사용자(U2)는 각각 근접 사용자 및 먼 사용자라고 가정한다. Ui(i=1 또는 2)에서 기지국으로의 채널은 hi(i=1 또는 2)로 나타낸다. 또한 경로 손실 구성요소 Li(i=1 또는 2)는 대규모 페이딩을 나타내기 위해 hi와 연관된다. Ui의 정보 신호는 xi(i=1 또는 2)에 의해 표시되며, 이는 0의 평균과 단위 분산을 가진 분포를 따른다.In the present invention, an uplink non-orthogonal multiple access (NOMA) system including a base station (BS), a first user (U 1 ), and a second user (U 2 ) is considered. Without loss of generality, assume that first user U 1 and second user U 2 are a near user and a far user, respectively. The channel from U i (i = 1 or 2) to the base station is denoted by h i (i = 1 or 2). The path loss component L i (i = 1 or 2) is also associated with h i to indicate large scale fading. The information signal of U i is represented by x i (i = 1 or 2), which follows a distribution with mean of zero and unit variance.

이 발명에서, 속도 분할(Rate Splitting; RS)은 근접 사용자나 먼 사용자 둘 중 한 명에게서 실현될 수 있다. 역방향 전력 제어를 감안하여 근접한 사용자 또는 원거리 사용자의 두 데이터 스트림 사이에 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용한다. 사용자에게 속도 분할을 적용할 때 사용자 송신기의 블록 구조가 도 3에 나타나 있다. 도 2에서는 근접 사용자에게 속도 분할이 적용되는 고정적 속도 분할 기술만을 제시한다. 속도 분할이 먼 사용자에게 적용되는 고정적 속도 분할은 근접 사용자에게 적용되는 속도 분할 기술 체계와 유사하다. In this invention, Rate Splitting (RS) can be realized for either near or far users. In consideration of reverse power control, a fixed power allocation factor is used to allocate transmit power between two data streams of a near user or a remote user. The block structure of the user transmitter when applying rate division to the user is shown in FIG. 3. In Fig. 2, only the fixed speed division technique to which the speed division is applied to the proximity user is presented. The fixed speed division applied to the distant user is similar to the speed division technique scheme applied to the proximity user.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a fixed speed division method for an uplink non-orthogonal multiple access system according to an embodiment of the present invention.

제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할을 수행하는 단계(210), 상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 단계(220) 및 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 단계(230)를 포함한다. Performing fixed rate division using a fixed power allocation factor to allocate transmit power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user (210), using the two data streams Obtaining a signal superimposed on the power domain, and obtaining transmit power for reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for continuous interference cancellation (SIC) processing (220) and the base station And applying 230 continuous interference cancellation to recover the arrival signal.

단계(210)에서, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할을 수행한다. 이때, 소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할된다. In step 210, a fixed rate allocation is performed using a fixed power allocation factor to allocate transmit power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user. At this time, the source information is processed to modulate the information signal, and the information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively.

단계(220)에서, 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구한다. In step 220, two data streams are used to obtain a signal superimposed in the power domain and transmit power for reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for continuous interference cancellation processing.

제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류한다. A detection command at the base station in consideration of the information signal of the first user or the second user, the first virtual user corresponding to two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user Classify

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고정적 속도 분할 전송부에서의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram for describing an operation process of a fixed speed division transmitter according to an embodiment of the present invention.

앞서 설명된 바와 같이, 본 발명에서는 기지국과 제1 사용자(U1), 제2 사용자(U2)로 구성된 상향링크 비직교 다중접속(Non-Orthogonal Multiple Access; NOMA) 시스템을 고려한다. 일반성의 손실 없이, 제1 사용자(U1), 제2 사용자(U2)는 각각 근접 사용자 및 먼 사용자라고 가정한다. 먼저, 소스 정보를 프로세싱(310)하여 정보 신호를 변조(320)하고, 제1 사용자(U1) 또는 제2 사용자(U2)에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할된다. 여기서, 근접 사용자에게 속도 분할이 적용되는 고정적 속도 분할 기술만을 제시한다. 속도 분할이 먼 사용자에게 적용되는 고정적 속도 분할은 근접 사용자에게 적용되는 속도 분할 기술 체계와 유사하다.As described above, the present invention considers an uplink non-orthogonal multiple access (NOMA) system consisting of a base station, a first user U 1 and a second user U 2 . Without loss of generality, assume that first user U 1 and second user U 2 are a near user and a far user, respectively. First, the source information is processed 310 to modulate the information signal 320, and the information signal for the first user U 1 or the second user U 2 is transmitted to the first virtual user and the second virtual user, respectively. It is divided into two corresponding data streams. Here, only the fixed speed division technique to which the speed division is applied to the proximity user is presented. The fixed speed division applied to the distant user is similar to the speed division technique scheme applied to the proximity user.

근접 사용자의 경우, 그것의 정보 신호 x1 는 각각 데이터 스트림 x11 와 x12 로 분할(330)되며, 이는 각각 두 개의 가상 사용자 U11 와 U12 에 해당한다. 이후, 전력 도메인에 중첩된 신호(330)는

Figure 112019061397932-pat00001
로 생성되며, 여기서 P1은 U1의 전송 전력이다. 따라서 기지국에서 수신된 신호는 다음과 같이 쓸 수 있다.In the case of a proximity user, its information signal x 1 is divided 330 into data streams x 11 and x 12 , respectively, corresponding to two virtual users U 11 and U 12 , respectively. Thereafter, the signal 330 superimposed on the power domain
Figure 112019061397932-pat00001
Where P 1 is the transmit power of U 1 . Therefore, the signal received at the base station can be written as follows.

Figure 112019061397932-pat00002
수학식(1)
Figure 112019061397932-pat00002
Equation (1)

여기서

Figure 112019061397932-pat00003
과
Figure 112019061397932-pat00004
는 전력 할당 계수이다. 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC)에 필요한 도착 신호의 다양한 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어, 즉 Ui의 전송 전력은 다음과 같이 부여된다. here
Figure 112019061397932-pat00003
and
Figure 112019061397932-pat00004
Is the power allocation factor. In order to ensure various power levels of the arrival signal required for successive interference cancellation (SIC), the reverse power control, i.e., the transmit power of U i is given as follows.

Figure 112019061397932-pat00005
수학식(2)
Figure 112019061397932-pat00005
Equation (2)

여기서

Figure 112019061397932-pat00006
는 기지국에서 수신된 신호의 목표 도달 전력이고
Figure 112019061397932-pat00007
는 전력 스텝 레벨(
Figure 112019061397932-pat00008
≥0dB)이다. 이후, 주파수 상향 변환 및 RF 프로세싱(340)을 거쳐 전송 안테나(341)를 통해 기지국으로 전송된다. here
Figure 112019061397932-pat00006
Is the target arrival power of the signal received at the base station
Figure 112019061397932-pat00007
Is the power step level (
Figure 112019061397932-pat00008
≥0 dB). Thereafter, the signal is transmitted to the base station through the transmission antenna 341 through frequency up-conversion and RF processing 340.

다시 도 2를 참조하면, 단계(230)에서 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용한다. 기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용한다. 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출한다. 이후, 제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구한다. Referring back to FIG. 2, in step 230 a continuous interference cancellation is applied to recover the arrival signal of the base station. Successive interference cancellation is applied to recover two divided data streams for the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, which is the arrival signal of the base station. The information signal and the two data streams are detected in order of detection performance in order to detect the information signal of the first user or the second user, and the two data streams. Subsequently, an SNR threshold for detecting information signals of the first user and the second user is obtained.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기지국의 SIC 프로세싱부의 동작 과정을 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram illustrating an operation process of an SIC processing unit of a base station according to an embodiment of the present invention.

U11, U12, U2 세 명의 사용자들을 고려하여, 기지국에서의 탐지 명령은 여러 종류로 분류할 수 있다. 수신 안테나(411)을 통해 수신 받은 기지국의 도착 신호를 이용하여 원하는 신호 x11, x12, x2를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소(SIC)를 적용한다. 본 발명에서는 탐지 순서 중 한 종류, 즉 타 탐지 순서에 비해 가장 탐지 성능이 좋은 x11 → x2 → x12 만을 고려한다. 연속적인 간섭 취소 처리 과정을 도 4를 통해 나타내었다.Taking into account three users U 11 , U 12, and U 2 , the detection commands at the base station can be classified into various types. Continuous interference cancellation (SIC) is applied to recover desired signals x 11 , x 12 , and x 2 using the arrival signal of the base station received through the receiving antenna 411. In the present invention, only one kind of detection order, that is, x 11 → x 2 → x 12 , which has the best detection performance compared to other detection orders, is considered. A continuous interference cancellation process is shown in FIG. 4.

RF 및 주파수 하향 변환(410)을 거쳐, x11에 대한 검출 및 복조(420)를 통해 x11를 예측(421)한다. 수학식(1)에 근거하여 x11탐지 SINR을 다음과 같이 도출할 수 있다.Through the RF and frequency down-conversion 410, x 11 is predicted 421 through detection and demodulation 420 for x 11 . Based on Equation (1), the x 11 detection SINR can be derived as follows.

Figure 112019061397932-pat00009
수학식(3)
Figure 112019061397932-pat00009
Equation (3)

여기서

Figure 112019061397932-pat00010
이고
Figure 112019061397932-pat00011
을 만족하는
Figure 112019061397932-pat00012
이다. here
Figure 112019061397932-pat00010
ego
Figure 112019061397932-pat00011
To satisfy
Figure 112019061397932-pat00012
to be.

이후, x2에 대한 검출 및 복조(430)를 통해 x2를 예측(431)한다.Thereafter, x 2 is predicted 431 through detection and demodulation 430 of x 2 .

x11를 복구하고 수학식(1)에서 해당 재구성 신호를 뺀 후 x2를 탐지하기 위한 나머지 신호를 다음과 같이 생성할 수 있다.After recovering x 11 and subtracting the corresponding reconstruction signal from Equation (1), the remaining signals for detecting x 2 can be generated as follows.

Figure 112019061397932-pat00013
수학식(4)
Figure 112019061397932-pat00013
Equation (4)

이후, x12에 대한 검출 및 복조(440)를 통해 x12를 예측(441)한다.Thereafter, the predicted 441 x 12 via the detection and demodulation unit 440 for the x 12.

따라서 x2 탐지에 대해 수신된 SINR은 다음과 같이 도출할 수 있다.Thus, the received SINR for x 2 detection can be derived as follows.

Figure 112019061397932-pat00014
수학식(5)
Figure 112019061397932-pat00014
Equation (5)

연속적인 간섭 취소 처리의 도움으로 x12를 탐지하기 위한 나머지 신호는 다음에 의해 주어진다.The remaining signal for detecting x 12 with the aid of continuous interference cancellation processing is given by

Figure 112019061397932-pat00015
수학식(6)
Figure 112019061397932-pat00015
Equation (6)

x12탐지를 위해 수신된 SNR은 다음과 같이 도출할 수 있다.The received SNR for x 12 detection can be derived as follows.

Figure 112019061397932-pat00016
수학식(7)
Figure 112019061397932-pat00016
Equation (7)

U1과 U2의 목표 전송 속도는 각각

Figure 112019061397932-pat00017
과
Figure 112019061397932-pat00018
로 표시된다. x1과 x2의 성공적인 탐지에 필요한 SNR 임계값은 각각
Figure 112019061397932-pat00019
과
Figure 112019061397932-pat00020
로 표현할 수 있다. 분할 데이터 스트림 x11과 x12의 경우, 분할 목표 속도는
Figure 112019061397932-pat00021
와
Figure 112019061397932-pat00022
로 설정되며, 여기서
Figure 112019061397932-pat00023
는 목표 속도 분할 계수가 된다. 기지국에서 연속적인 간섭 취소 처리 후 얻은 x11과 x12추정치는 x1를 복구하는 데 사용한다.The target baud rates for U 1 and U 2 are
Figure 112019061397932-pat00017
and
Figure 112019061397932-pat00018
Is displayed. The SNR thresholds required for successful detection of x 1 and x 2 are
Figure 112019061397932-pat00019
and
Figure 112019061397932-pat00020
Can be expressed as For split data streams x 11 and x 12 , the split target rate is
Figure 112019061397932-pat00021
Wow
Figure 112019061397932-pat00022
Is set to, where
Figure 112019061397932-pat00023
Becomes the target speed division factor. The x 11 and x 12 estimates obtained after successive interference cancellation processing at the base station are used to recover x 1 .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 비직교 다중접속 시스템을 위한 고정적 속도 분할 시스템의 구성을 나타내는 도면이다. 5 is a diagram illustrating a configuration of a fixed speed division system for an uplink non-orthogonal multiple access system according to an embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)은 프로세서(510), 버스(520), 네트워크 인터페이스(530), 메모리(540) 및 데이터베이스(550)를 포함할 수 있다. 메모리(540)는 운영체제(541) 및 고정적 속도 분할 루틴(542)을 포함할 수 있다. 프로세서(510)는 고정적 속도 분할 전송부(511) 및 기지국의 SIC 프로세싱부(560)를 포함할 수 있다. 다른 실시예들에서 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)은 도 5의 구성요소들보다 더 많은 구성요소들을 포함할 수도 있다. 그러나, 대부분의 종래기술적 구성요소들을 명확하게 도시할 필요성은 없다. 예를 들어, 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)은 디스플레이나 트랜시버(transceiver)와 같은 다른 구성요소들을 포함할 수도 있다.The fixed speed division method and system 500 according to the present embodiment may include a processor 510, a bus 520, a network interface 530, a memory 540, and a database 550. The memory 540 may include an operating system 541 and a fixed speed division routine 542. The processor 510 may include a fixed rate division transmitter 511 and an SIC processor 560 of the base station. In other embodiments the fixed speed division method and system 500 may include more components than the components of FIG. 5. However, there is no need to clearly show most prior art components. For example, the fixed speed division method and system 500 may include other components such as a display or a transceiver.

메모리(540)는 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로서, RAM(random access memory), ROM(read only memory) 및 디스크 드라이브와 같은 비소멸성 대용량 기록장치(permanent mass storage device)를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(540)에는 운영체제(541)와 고정적 속도 분할 루틴(542)을 위한 프로그램 코드가 저장될 수 있다. 이러한 소프트웨어 구성요소들은 드라이브 메커니즘(drive mechanism, 미도시)을 이용하여 메모리(540)와는 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체로부터 로딩될 수 있다. 이러한 별도의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체는 플로피 드라이브, 디스크, 테이프, DVD/CD-ROM 드라이브, 메모리 카드 등의 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체(미도시)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서 소프트웨어 구성요소들은 컴퓨터에서 판독 가능한 기록 매체가 아닌 네트워크 인터페이스(530)를 통해 메모리(540)에 로딩될 수도 있다. The memory 540 is a computer-readable recording medium, and may include a permanent mass storage device such as random access memory (RAM), read only memory (ROM), and a disk drive. In addition, the memory 540 may store program codes for the operating system 541 and the fixed speed division routine 542. These software components may be loaded from a computer readable recording medium separate from the memory 540 using a drive mechanism (not shown). Such a separate computer-readable recording medium may include a computer-readable recording medium (not shown), such as a floppy drive, disk, tape, DVD / CD-ROM drive, memory card, and the like. In other embodiments, software components may be loaded into the memory 540 via the network interface 530 rather than a computer readable recording medium.

버스(520)는 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)의 구성요소들간의 통신 및 데이터 전송을 가능하게 할 수 있다. 버스(520)는 고속 시리얼 버스(high-speed serial bus), 병렬 버스(parallel bus), SAN(Storage Area Network) 및/또는 다른 적절한 통신 기술을 이용하여 구성될 수 있다.The bus 520 may enable communication and data transfer between the components of the fixed speed division method and system 500. The bus 520 may be configured using a high-speed serial bus, a parallel bus, a storage area network (SAN) and / or other suitable communication technology.

네트워크 인터페이스(530)는 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)을 컴퓨터 네트워크에 연결하기 위한 컴퓨터 하드웨어 구성요소일 수 있다. 네트워크 인터페이스(530)는 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)을 무선 또는 유선 커넥션을 통해 컴퓨터 네트워크에 연결시킬 수 있다.The network interface 530 may be a computer hardware component for connecting the fixed speed division method and system 500 to a computer network. The network interface 530 may connect the fixed speed division method and system 500 to a computer network through a wireless or wired connection.

데이터베이스(550)는 고정적 속도 분할을 위해 필요한 모든 정보를 저장 및 유지하는 역할을 할 수 있다. 확장된 글로벌 상품 분류 체계를 마스터데이터로서 저장한다. 도 5에서는 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)의 내부에 데이터베이스(550)를 구축하여 포함하는 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 시스템 구현 방식이나 환경 등에 따라 생략될 수 있고 혹은 전체 또는 일부의 데이터베이스가 별개의 다른 시스템 상에 구축된 외부 데이터베이스로서 존재하는 것 또한 가능하다.The database 550 may serve to store and maintain all the information necessary for the fixed rate partitioning. Store the extended global product classification system as master data. Although FIG. 5 illustrates that the database 550 is built and included in the fixed speed division method and system 500, the present invention is not limited thereto and may be omitted depending on a system implementation method or environment, or may be omitted in whole or in part. It is also possible for the database to exist as an external database built on a separate, different system.

프로세서(510)는 기본적인 산술, 로직 및 고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)의 입출력 연산을 수행함으로써, 컴퓨터 프로그램의 명령을 처리하도록 구성될 수 있다. 명령은 메모리(540) 또는 네트워크 인터페이스(530)에 의해, 그리고 버스(520)를 통해 프로세서(510)로 제공될 수 있다. 프로세서(510)는 고정적 속도 분할 전송부(511) 및 기지국의 SIC 프로세싱부(560)를 위한 프로그램 코드를 실행하도록 구성될 수 있다. 이러한 프로그램 코드는 메모리(540)와 같은 기록 장치에 저장될 수 있다.The processor 510 may be configured to process instructions of a computer program by performing basic arithmetic, logic, and fixed speed division methods and input / output operations of the system 500. The instructions may be provided to the processor 510 by the memory 540 or the network interface 530 and via the bus 520. The processor 510 may be configured to execute program codes for the fixed rate division transmitter 511 and the SIC processing unit 560 of the base station. Such program code may be stored in a recording device such as memory 540.

고정적 속도 분할 전송부(511) 및 기지국의 SIC 프로세싱부(560)는 도 2의 단계들(210~230)을 수행하기 위해 구성될 수 있다.The fixed rate division transmitter 511 and the SIC processor 560 of the base station may be configured to perform the steps 210 to 230 of FIG. 2.

고정적 속도 분할 방법 및 시스템(500)은 고정적 속도 분할 전송부(511) 및 기지국의 SIC 프로세싱부(560)를 포함할 수 있다.The fixed rate division method and system 500 may include a fixed rate division transmitter 511 and an SIC processing unit 560 of the base station.

고정적 속도 분할 전송부(511)는 제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS)을 수행한다. 소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할된다. The fixed rate splitting transmitter 511 uses fixed rate splitting (FRS) using a fixed power allocation coefficient to allocate transmission power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user. ). The source information is processed to modulate the information signal, and the information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively.

고정적 속도 분할 전송부(511)는 상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구한다. 이후, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구한다. 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류한다. The fixed rate division transmitter 511 obtains a signal superimposed on the power domain using the two data streams. Then, the transmission power for the reverse power control to obtain the power level of the arrival signal of the base station required for the successive interference cancellation (SIC) processing. A detection command at the base station in consideration of the information signal of the first user or the second user, the first virtual user corresponding to two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user Classify

기지국의 SIC 프로세싱부(560)는 기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용한다. 기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용한다. The SIC processing unit 560 of the base station applies continuous interference cancellation to recover the arrival signal of the base station. Successive interference cancellation is applied to recover two divided data streams for the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, which is the arrival signal of the base station.

기지국의 SIC 프로세싱부(560)는 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출하고, 제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구한다. The SIC processing unit 560 of the base station detects the information signal of the first user or the second user, and the information signal and the two data streams in order of detection performance in order to detect two data streams. The SNR thresholds for detecting the information signals of the first user and the second user are obtained.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 목표 도착 SNR 대비 정전 확률을 나타내는 그래프이다. 6 is a graph illustrating a probability of power failure compared to a target arrival SNR according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 제안하는 고정적 속도 분할 기술에 의해 달성된 우수한 정전 성능을 검증하기 위한 시뮬레이션 결과를 제시한다. 시뮬레이션에서는 U1에서 속도 분할이 실현되는 고정적 속도 분할만을 고려한다. 여기서 U2에서 속도 분할이 실현될 때의 결과는 무시된다. 기지국에서 근접 사용자와 먼 사용자까지의 거리가 각각 50미터와 100미터라고 가정하고, 대규모 페이딩 L1은 종래기술에서의 역방향 전력 제어와 같이 설정한다. 또한 목표 도착 SNR은

Figure 112019061397932-pat00024
로 정의한다.Simulation results are presented to verify the excellent electrostatic performance achieved by the fixed speed division technique proposed in the present invention. The simulation only considers fixed velocity divisions in which velocity divisions are realized in U 1 . Here, the result when velocity division is realized in U 2 is ignored. Assume that the distances from the base station to the near and far users are 50 meters and 100 meters, respectively, and the large scale fading L 1 is set up like the reverse power control in the prior art. Also the target arrival SNR is
Figure 112019061397932-pat00024
Defined as

목표 도착 SNR 대비 정전 확률은 도 6에 나타내었다.

Figure 112019061397932-pat00025
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00026
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00027
dB,
Figure 112019061397932-pat00028
,
Figure 112019061397932-pat00029
로 설정했다. 도 6의 결과는 고정적 속도 분할 기술이
Figure 112019061397932-pat00030
가 증가함에 따라 각각에 대한 정전 확률을 감소시킨다는 것을 보여준다. 고정적 속도 분할 기술은 속도 분할(도 6에서 "NOMA"로 표시됨)를 채택하지 않고 역방향 저전력 제어 지원 NOMA보다 낮거나 중간 SNR 영역에서 더 높은 U1의 정전 확률을 달성하지만, 제안된 고정적 속도 분할 기술은 높은 SNR 영역에서 더 작은 정전 확률을 달성한다. U2의 경우, 고정적 속도 분할 기술은 전체 SNR 영역에서 "NOMA"의 확률보다 더 작은 정전 확률을 달성한다.The probability of outage compared to the target arrival SNR is shown in FIG. 6.
Figure 112019061397932-pat00025
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00026
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00027
dB,
Figure 112019061397932-pat00028
,
Figure 112019061397932-pat00029
Was set to. The result of Fig. 6 shows that the fixed speed division technique
Figure 112019061397932-pat00030
As is increased, the probability of blackout for each decreases. The fixed speed division technique does not adopt speed division (indicated as "NOMA" in Figure 6) and achieves higher U 1 power failure probability in the lower or intermediate SNR region than the reverse low power control supported NOMA, but the proposed fixed speed division technique Achieves a smaller outage probability in the high SNR region. For U 2 , the fixed speed division technique achieves a power failure probability that is less than the probability of “NOMA” in the entire SNR region.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 확률에 대한 표적 속도를 나타내는 그래프이다. 7 is a graph showing a target velocity against an outage probability according to an embodiment of the present invention.

Figure 112019061397932-pat00031
dB,
Figure 112019061397932-pat00032
,
Figure 112019061397932-pat00033
dB 및 고정
Figure 112019061397932-pat00034
bps/Hz라 설정하고 정전 확률에 대한 표적 속도의 영향을 조사한다. 그림 5에서 볼 수 있듯이 고정적 속도 분할 기술은 전체
Figure 112019061397932-pat00035
영역에서 "NOMA"보다 더 작은 정전 확률을 달성한다.
Figure 112019061397932-pat00031
dB,
Figure 112019061397932-pat00032
,
Figure 112019061397932-pat00033
dB and fixed
Figure 112019061397932-pat00034
Set bps / Hz and investigate the effect of target speed on power failure probability. As shown in Figure 5, the fixed speed splitting technique
Figure 112019061397932-pat00035
Achieve smaller outage probabilities than "NOMA" in the region.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전 확률에 대한 목표 속도 분할 계수를 나타내는 그래프이다. 8 is a graph illustrating a target velocity splitting factor for an outage probability according to an embodiment of the present invention.

Figure 112019061397932-pat00036
dB,
Figure 112019061397932-pat00037
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00038
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00039
dB,
Figure 112019061397932-pat00040
로 설정하고 정전 확률에 대한 목표 속도 분할 계수
Figure 112019061397932-pat00041
의 영향을 도 8에 나타냈다. 고정적 속도 분할 기술의 경우, U1과 U2의 정전 확률은 낮거나 중간인
Figure 112019061397932-pat00042
영역의 "NOMA"의 확률보다 더 작다. 고정적 속도 분할 기술에 의해 달성되는 U1정전 확률은
Figure 112019061397932-pat00043
가 증가하면 먼저 감소하고
Figure 112019061397932-pat00044
가 임계값을 초과하면 증가한다.
Figure 112019061397932-pat00036
dB,
Figure 112019061397932-pat00037
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00038
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00039
dB,
Figure 112019061397932-pat00040
Target speed split factor for power failure probability
Figure 112019061397932-pat00041
Is shown in FIG. 8. For fixed speed division techniques, the probability of power failure of U 1 and U 2 is low or medium
Figure 112019061397932-pat00042
Smaller than the probability of "NOMA" of the region. U 1 power failure probability achieved by fixed speed division technology
Figure 112019061397932-pat00043
Increases first and then decreases
Figure 112019061397932-pat00044
Increases if exceeds the threshold.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 할당 계수가 고정적 속도 분할 기술의 정전 성능에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the effect of the power allocation coefficient on the electrostatic performance of the fixed speed division technique according to an embodiment of the present invention.

도 9에서는 전력 할당 계수가 고정적 속도 분할 기술의 정전 성능에 미치는 영향을 조사한다. 도 9에서

Figure 112019061397932-pat00045
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00046
bps/Hz,
Figure 112019061397932-pat00047
,
Figure 112019061397932-pat00048
dB,
Figure 112019061397932-pat00049
dB으로 설정한다. 도 9의 결과는 전력 할당 계수가 고정적 속도 분할 기술을 적용할 때 U1과 U2의 정전 확률에 서로 다른 영향을 미친다는 것을 보여준다. U1의 경우
Figure 112019061397932-pat00050
가 증가할수록 정전 확률이 먼저 감소하며,
Figure 112019061397932-pat00051
가 임계값에 접근하면
Figure 112019061397932-pat00052
가 증가할수록 정전 확률은 증가한다. U2의 경우
Figure 112019061397932-pat00053
가 증가할수록 정전 확률은 항상 감소한다. 고정적 속도 분할 기술에서, U1과 U2의 정전 확률은 큰
Figure 112019061397932-pat00054
영역에서 "NOMA"의 확률보다 작다.In FIG. 9, the effect of the power allocation coefficient on the electrostatic performance of the fixed speed division technique is investigated. In Figure 9
Figure 112019061397932-pat00045
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00046
bps / Hz,
Figure 112019061397932-pat00047
,
Figure 112019061397932-pat00048
dB,
Figure 112019061397932-pat00049
Set to dB. The results of FIG. 9 show that the power allocation coefficients have different effects on the probability of blackout of U 1 and U 2 when applying the fixed speed division technique. For U 1
Figure 112019061397932-pat00050
As increases, the probability of power outage decreases first,
Figure 112019061397932-pat00051
Approaches the threshold
Figure 112019061397932-pat00052
As the increases, the probability of power failure increases. For U 2
Figure 112019061397932-pat00053
As the increases, the probability of power outage always decreases. In the fixed speed division technique, the probability of power failure of U 1 and U 2 is large
Figure 112019061397932-pat00054
Less than the probability of "NOMA" in the region.

본 발명에서는 역방향 전력 제어 하에 있는 상향링크 NOMA 시스템에 대한 고정적 속도 분할 기술을 제안하였다. 양측 사용자가 기지국과 통신할 때 한 명의 사용자에게 속도 분할을 통해, 기지국은 원하는 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용한다. 고정적 속도 분할 기술은 종래의 상향링크 NOMA 기술에 비해 우수한 정전 성능을 달성하는 것으로 나타났다. The present invention proposes a fixed speed division technique for an uplink NOMA system under reverse power control. When both users communicate with the base station, through speed division to one user, the base station applies successive interference cancellation to recover the desired signal. Fixed speed splitting techniques have been shown to achieve superior electrostatic performance compared to conventional uplink NOMA techniques.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.　 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.　 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.　 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.　 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the devices and components described in the embodiments may include, for example, processors, controllers, arithmetic logic units (ALUs), digital signal processors, microcomputers, field programmable arrays (FPAs), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of the software. For convenience of explanation, one processing device may be described as being used, but one of ordinary skill in the art will appreciate that the processing device includes a plurality of processing elements and / or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as parallel processors.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.　 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.　 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the above, and may configure the processing device to operate as desired, or process independently or collectively. You can command the device. Software and / or data may be any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device in order to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. It can be embodied in. The software may be distributed over networked computer systems so that they may be stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.　 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.　 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.　 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.　 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.　 The method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks, such as floppy disks. Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the described techniques may be performed in a different order than the described method, and / or components of the described systems, structures, devices, circuits, etc. may be combined or combined in a different form than the described method, or other components. Or, even if replaced or substituted by equivalents, an appropriate result can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.

Claims (7)

제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS)을 수행하는 단계;
상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 단계; 및
기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 단계
를 포함하는 고정적 속도 분할 방법. Performing fixed rate splitting (FRS) using a fixed power allocation coefficient to allocate transmission power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user;
Obtaining a signal superimposed on the power domain using the two data streams, and obtaining the transmit power for the reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for the successive interference cancellation (SIC) processing step; And
Applying successive interference cancellation to recover the arrival signal of the base station
Fixed speed division method comprising a. 제1항에 있어서,
제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할을 수행하는 단계는,
소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할되는
고정적 속도 분할 방법. The method of claim 1,
Performing a fixed rate division using a fixed power allocation coefficient to allocate transmit power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user,
The source signal is processed to modulate the information signal, and the information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively.
Fixed speed division method. 제1항에 있어서,
상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 단계는,
제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류하는
고정적 속도 분할 방법. The method of claim 1,
Obtaining a signal superimposed on the power domain using the two data streams, and obtaining the transmission power for the reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for the continuous interference cancellation processing,
A detection command at the base station in consideration of the information signal of the first user or the second user, the first virtual user corresponding to the two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user To classify
Fixed speed division method. 제1항에 있어서,
기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 단계는,
기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하고,
제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출하고,
제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구하는
고정적 속도 분할 방법. The method of claim 1,
Applying continuous interference cancellation to recover the arrival signal of the base station,
Apply continuous interference cancellation to recover two divided data streams for the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, which is the arrival signal of the base station,
Detecting the information signal of the first user or the second user, and the information signal and the two data streams in order of detection performance in order to detect two data streams,
Obtaining SNR Thresholds for Detecting Information Signals of First and Second Users
Fixed speed division method. 제1 사용자 또는 제2 사용자의 두 개의 데이터 스트림 사이에 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 할당하기 위해 고정 전력 할당 계수를 사용하여 고정적 속도 분할(Fixed Rate Splitting; FRS)을 수행하고, 상기 두 데이터 스트림을 이용하여 전력 도메인에 중첩된 신호를 구하고, 연속적인 간섭 취소(Successive Interference Cancellation; SIC) 처리에 필요한 기지국의 도착 신호의 전력 수준을 보장하기 위해 역방향 전력 제어를 위한 전송 전력을 구하는 고정적 속도 분할 전송부; 및
기지국의 도착 신호를 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하는 기지국의 SIC 프로세싱부
를 포함하는 고정적 속도 분할 시스템. Perform fixed rate splitting (FRS) using a fixed power allocation coefficient to allocate transmission power for reverse power control between two data streams of a first user or a second user, and the two data streams Fixed rate divisional transmission for obtaining a signal superimposed on the power domain and obtaining transmit power for reverse power control to ensure the power level of the arrival signal of the base station required for continuous interference cancellation (SIC) processing part; And
SIC processing section of the base station applying continuous interference cancellation to recover the arrival signal of the base station
Fixed speed splitting system comprising a. 제5항에 있어서,
고정적 속도 분할 전송부는,
소스 정보를 프로세싱하여 정보 신호를 변조하고, 제1 사용자 또는 제2 사용자에 대한 정보 신호는 각각 제1 가상 사용자 및 제2 가상 사용자에 해당하는 두 개의 데이터 스트림으로 분할되고,
제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림에 해당하는 제1 가상 사용자, 및 제2 가상 사용자를 고려하여 기지국에서의 검출 명령을 분류하는
고정적 속도 분할 시스템.The method of claim 5,
Fixed speed division transmitter,
Processing the source information to modulate the information signal, and the information signal for the first user or the second user is divided into two data streams corresponding to the first virtual user and the second virtual user, respectively,
A detection command at the base station in consideration of the information signal of the first user or the second user, the first virtual user corresponding to two data streams divided for the information signal of the first user or the second user, and the second virtual user To classify
Fixed speed splitting system. 제5항에 있어서,
기지국의 SIC 프로세싱부는,
기지국의 도착 신호인 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호에 대해 분할된 두 개의 데이터 스트림을 복구하기 위해 연속적인 간섭 취소를 적용하고,
제1 사용자 또는 제2 사용자의 정보 신호, 및 두 개의 데이터 스트림을 검출하기 위해 검출 성능이 좋은 순서대로 상기 정보 신호, 및 상기 두 개의 데이터 스트림을 검출하고,
제1 사용자 및 제2 사용자의 정보 신호를 검출하기 위한 SNR 임계값을 구하는
고정적 속도 분할 시스템.The method of claim 5,
SIC processing unit of the base station,
Apply continuous interference cancellation to recover two divided data streams for the information signal of the first user or the second user, the information signal of the first user or the second user, which is the arrival signal of the base station,
Detecting the information signal of the first user or the second user, and the information signal and the two data streams in order of detection performance in order to detect two data streams,
Obtaining SNR Thresholds for Detecting Information Signals of First and Second Users
Fixed speed splitting system.
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