KR20190065637A - Method for transmitting and receiving radio signal - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for transmitting and receiving a radio signal. The method of the present invention comprises: a step of transmitting radio signals corresponding to a plurality of user terminals by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and Walsh-Hadamard transform (WHT) at a transmitting end; a step of detecting a first radio signal corresponding to a high gain user terminal by receiving the radio signal transmitted from the transmitting end at a receiving end and applying successive interference cancellation (SIC), the NOMA, and the WHT; and a step of detecting a second radio signal corresponding to a low gain user terminal by applying the NOMA and the WHT to the radio signal transmitted from the transmitting end. Therefore, it is possible to improve the performance of receiving a radio signal at a receiving end.

Description

무선신호의 송수신 방법{METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING RADIO SIGNAL}[0001] METHOD FOR TRANSMITTING AND RECEIVING RADIO SIGNAL [0002]

본 발명은 비직교 다중접속(NOMA : Non-Orthogonal Multiple Access) 및 WHT(Walsh Hadamard Transform, 이하 'WHT'라 함)를 적용하여 중첩 코딩된 무선신호를 송수신함으로써, 수신단에서 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 무선신호의 송수신 방법에 관한 것이다.The present invention transmits and receives a superposition-coded radio signal by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a Walsh Hadamard Transform (WHT) And a method of transmitting and receiving a radio signal.

잘 알려진 바와 같이, 이동 통신 시스템은 사용자의 활동성을 보장하면서 음성 서비스를 제공하기 위해 개발되었다. 그러나 이동 통신 시스템은 음성뿐 아니라 데이터 서비스까지 영역을 확장하였으며, 현재에는 폭발적인 트래픽의 증가로 인하여 자원의 부족현상이 야기되고 사용자들이 보다 고속의 서비스를 요구하게 되어 보다 발전된 이동 통신 시스템이 요구되고 있다.As is well known, mobile communication systems have been developed to provide voice services while ensuring the user's activity. However, the mobile communication system has expanded to the area of not only voice but also data service. At present, due to an increase of explosive traffic, there is a shortage of resources and users demand a higher speed service and a more advanced mobile communication system is required .

이러한 차세대 이동 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스 개수의 수용, 매우 낮은 단대단 지연(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다.The requirements of this next-generation mobile communication system are largely due to the explosion of data traffic acceptance, a dramatic increase in the per-user data rate, a significant increase in the number of connected devices, very low end-to-end latency, It should be able to support.

이를 위하여 무선 통신 시스템에서 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO : Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있으며, 이들의 다양한 결합을 통해 수신 성능을 향상시키기 위한 기술들이 지속적으로 연구 개발되고 있다.For this purpose, a dual connectivity, a massive multiple input multiple output (MIMO), an in-band full duplex, a non-orthogonal multiple access (NOMA), a super wide- And device networking are being studied. Techniques for improving reception performance through various combinations of these technologies are being continuously researched and developed.

1. 한국공개특허 제10-2017-0106376호(2017.09.20.공개)1. Korean Patent Laid-Open No. 10-2017-0106376 (published on September 20, 2017)

본 발명은 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩된 무선신호를 송수신함으로써, 수신단에서 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있는 무선신호의 송수신 방법을 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a wireless signal transmission / reception method capable of improving reception performance of a wireless signal at a receiver by transmitting / receiving a wireless signal superposed and coded by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT.

또한, 본 발명은 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하고, 수신단에서 이를 수신하여 SIC(Successive Interference Cancellation, 이하 'SIC'라 함)와 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하고, 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출함으로써, 송신단에서 송신한 무선신호를 수신단에서 효과적으로 수신 및 검출할 수 있는 무선신호의 송수신 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention provides a method for transmitting a radio signal corresponding to a plurality of user terminals by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT at a transmitter, receiving the radio signal at a receiver and performing SIC (Successive Interference Cancellation) Gain non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT to detect a first radio signal corresponding to a high-gain user terminal, applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT, A method of transmitting and receiving a wireless signal capable of effectively receiving and detecting a wireless signal transmitted from a transmitting terminal by a receiving terminal by detecting a signal.

본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the embodiments of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description .

본 발명의 실시예에 따르면, 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT(Walsh Hadamard Transform)를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계와, 상기 송신단으로부터 송신된 상기 무선신호를 수신단에서 수신하여 SIC(Successive Interference Cancellation)와 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하는 단계와, 상기 송신단으로부터 송신된 상기 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출하는 단계를 포함하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for transmitting a radio signal, the method comprising: transmitting a radio signal corresponding to a plurality of user terminals by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT (Walsh Hadamard Transform) Receiving a first radio signal corresponding to a high gain user terminal by receiving successive interference cancellation (SIC), non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT, receiving the radio signal from the transmitter, And detecting a second wireless signal corresponding to the low-gain user terminal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT to the wireless signal.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 무선신호를 송신하는 단계는, 상기 송신단에서 복수의 상기 고이득 사용자단말에 대응하는 상기 제 1 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계와, 중첩 코딩된 상기 제 1 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계와, 상기 송신단에서 복수의 상기 저이득 사용자단말에 대응하는 상기 제 2 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계와, 중첩 코딩된 상기 제 2 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계와, 상기 송신전력이 각각 할당된 상기 제 1 무선신호 및 제 2 무선신호에 대한 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행하여 상기 무선신호를 송신하는 단계를 포함하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the step of transmitting the radio signal may include transmitting the first radio signal corresponding to the plurality of high-gain user terminals at the transmitting end to the non-orthogonal multiple access (NOMA) And transmitting the second radio signal corresponding to a plurality of the low-gain user terminals from the transmitting terminal to the non-orthogonal multiple access (hereinafter referred to as " non-orthogonal multiple access " NOMA) and WHT, allocating transmission power for the second wireless signal superimposed on the coded signal, allocating transmission power for the second wireless signal to which the transmission power is allocated, And performing inverse fast Fourier transform (IFFT) to transmit the radio signal.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행하여 상기 무선신호를 송신하는 단계는, 상기 무선신호에 다중경로채널의 간섭을 제거하기 위한 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 부가하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.The step of performing the inverse fast Fourier transform (IFFT) and transmitting the radio signal may further comprise the steps of: receiving a cyclic prefix (Cyclic Prefix) A method of transmitting and receiving a wireless signal for adding a wireless signal may be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 무선신호를 검출하는 단계는, 상기 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 1 채널 이퀄라이제이션(Channel Equalization) 및 제 1 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계와, 상기 무선신호에 대해 상기 SIC를 적용하여 상기 제 2 무선신호를 제거하는 단계와, 상기 제 2 무선신호를 제거한 후, 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 상기 제 1 무선신호를 검출하는 단계를 포함하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of detecting the first radio signal includes a first channel equalization and a first fast Fourier transform (hereinafter, referred to as " channel equalization "), FFT), removing the second radio signal by applying the SIC to the radio signal, removing the second radio signal, and applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT And detecting the first radio signal based on the first radio signal.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 1 채널 이퀄라이제이션 및 제 1 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계는, 상기 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 제거하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of performing the first channel equalization and the first fast Fourier transform (FFT) may include: transmitting and receiving a radio signal for eliminating a cyclic prefix added to the radio signal; A method can be provided.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 2 무선신호를 검출하는 단계는, 상기 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 2 채널 이퀄라이제이션(Channel Equalization) 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계와, 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 상기 제 2 무선신호를 검출하는 단계를 포함하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of detecting the second radio signal may include a second channel equalization (Channel Equalization) and a second FFT (second fast Fourier transform) for compensating for signal distortion of a communication channel by receiving the radio signal FFT), and detecting the second radio signal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제 2 채널 이퀄라이제이션 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계는, 상기 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 제거하는 무선신호의 송수신 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, performing the second channel equalization and the second fast Fourier transform (FFT) may include transmitting and receiving a radio signal for eliminating a cyclic prefix added to the radio signal A method can be provided.

본 발명은 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩된 무선신호를 송수신함으로써, 수신단에서 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.The present invention can improve reception performance of a radio signal at a receiver by transmitting and receiving a superposition-coded radio signal by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT.

또한, 본 발명은 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 복수의 용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하고, 수신단에서 이를 수신하여 SIC와 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하고, 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출함으로써, 송신단에서 송신한 무선신호를 수신단에서 효과적으로 수신 및 검출할 수 있다.In addition, the present invention applies a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT to a plurality of user terminals in a transmitting terminal, receives a radio signal corresponding to a plurality of user terminals, Gain wireless terminal to detect a first wireless signal corresponding to the high gain user terminal and detect a second wireless signal corresponding to the low gain user terminal by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT to the wireless terminal And can be effectively received and detected at the receiving end.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 무선신호를 송수신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선신호 송수신 시스템을 개략적으로 예시한 도면이며,
도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 수신된 무선신호의 수신 성능을 설명하기 위한 도면이다.
1 to 4 are flowcharts illustrating a process of transmitting and receiving a radio signal according to an embodiment of the present invention,
5 is a view schematically illustrating a wireless signal transmission / reception system according to an embodiment of the present invention,
6 to 9 are views for explaining reception performance of a received radio signal according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of embodiments of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따라 무선신호를 송수신하는 과정을 나타낸 플로우차트이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선신호 송수신 시스템을 개략적으로 예시한 도면이며, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따라 수신된 무선신호의 수신 성능을 설명하기 위한 도면이다.1 to 4 are flowcharts showing a process of transmitting and receiving a radio signal according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic view illustrating a radio signal transmitting / receiving system according to an embodiment of the present invention. 9 is a diagram for explaining reception performance of a received radio signal according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선신호의 송수신 방법은 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계(110)와, 송신단으로부터 송신된 무선신호를 수신단에서 수신하여 SIC와 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하는 단계(120)와, 송신단으로부터 송신된 무선신호를 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출하는 단계(130)를 포함할 수 있다.1 to 5, a method of transmitting and receiving a wireless signal according to an exemplary embodiment of the present invention includes transmitting a wireless signal corresponding to a plurality of user terminals by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) (120) receiving a first radio signal corresponding to a high-gain user terminal by receiving a radio signal transmitted from a transmitter in a receiver and applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT to the SIC, (NOMA) and a WHT to detect a second wireless signal corresponding to a low-gain user terminal (step 130).

그리고, 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계(110)에 대해 구체적으로 설명하면, 송신단에서 복수의 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계(111)와, 중첩 코딩된 제 1 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계(112)와, 송신단에서 복수의 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계(113)와, 중첩 코딩된 제 2 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계(114)와, 송신전력이 각각 할당된 제 1 무선신호 및 제 2 무선신호에 대한 역고속푸리에변환(IFFT : Inverse Fast Fourier Transform, 이하 'IFFT'라 함)을 수행하여 무선신호를 송신하는 단계(115)를 포함할 수 있다.[0040] In detail, the step 110 of transmitting a radio signal corresponding to a plurality of user terminals by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT at a transmitting end will be described in detail. Superimposing a first radio signal on a first radio signal using NOMA and WHT; assigning a transmit power for the first radio signal superimposed on the coded signal; Superimposing a second wireless signal corresponding to the low-gain user terminal using non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT (113); assigning a transmit power for the superposed coded second wireless signal And transmitting a radio signal by performing an inverse fast Fourier transform (IFFT) on the first radio signal and the second radio signal to which the transmission power is allocated, respectively ).

여기에서, 송신전력이 각각 할당된 제 1 무선신호 및 제 2 무선신호에 대한 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행하여 무선신호를 송신하는 단계(115)에서는 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행한 후 무선신호를 송신하기 전에 무선신호에 다중경로채널의 간섭을 제거하기 위한 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 부가할 수 있다.Here, in step 115 of performing a reverse fast Fourier transform (IFFT) on a first radio signal and a second radio signal to which transmission powers are respectively allocated and transmitting a radio signal, inverse fast Fourier transform (IFFT) is performed It is possible to add a cyclic prefix for eliminating the interference of the multipath channel to the radio signal before transmitting the radio signal.

또한, 송신단으로부터 송신된 무선신호를 수신단에서 수신하여 SIC와 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하는 단계(120)에 대해 구체적으로 설명하면, 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 1 채널 이퀄라이제이션(Channel Equalization) 및 제 1 고속푸리에변환(FFT : Fast Fourier Transform, 이하 'FFT'라 함)을 수행하는 단계(121)와, 무선신호에 대해 SIC를 적용하여 제 2 무선신호를 제거하는 단계(123)와, 제 2 무선신호를 제거한 후, 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 제 1 무선신호를 검출하는 단계(125)를 포함할 수 있다.In addition, a step 120 of detecting a first radio signal corresponding to a high-gain user terminal by receiving a radio signal transmitted from a transmitting terminal at a receiving end and applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT to the SIC A step 121 of performing a first channel equalization and a first fast Fourier transform (FFT) to compensate for signal distortion of a communication channel by receiving a radio signal, (123) applying a SIC to the radio signal to remove a second radio signal; and removing the second radio signal and then applying a non-orthogonal multiple connection (NOMA) and a WHT to detect the first radio signal Step 125 may be included.

여기에서, 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 1 채널 이퀄라이제이션 및 제 1 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계(121)에서는 다중경로채널의 간섭을 제거하기 위해 송신단에서 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스를 제거할 수 있다.Here, in step 121 of performing a first channel equalization and a first fast Fourier transform (FFT) for receiving a radio signal and compensating for a signal distortion of a communication channel, in a step 121, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

한편, 송신단으로부터 송신된 무선신호를 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출하는 단계(130)에 대해 구체적으로 설명하면, 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 2 채널 이퀄라이제이션 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계(131)와, 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 제 2 무선신호를 검출하는 단계(133)를 포함할 수 있다.Meanwhile, the step 130 of detecting a second wireless signal corresponding to a low-gain user terminal by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT to a wireless signal transmitted from a transmitting terminal will be described in detail. (131) for performing a second channel equalization and a second fast Fourier transform (FFT) to compensate for signal distortion of a communication channel, detecting a second radio signal by applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) Step 133 may be included.

여기에서, 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 2 채널 이퀄라이제이션 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계(131)에서는 다중경로채널의 간섭을 제거하기 위해 송신단에서 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스를 제거할 수 있다.Here, in the step 131 of performing the second channel equalization and the second fast Fourier transform (FFT) for receiving the radio signal and compensating for the signal distortion of the communication channel, in the step 131, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI >

다음에, 상술한 바와 같은 무선신호의 송수신 방법에서 비직교 다중접속(NOMA)과 WHT를 적용하는 과정에 대해 상세하게 설명한다.Next, the process of applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT in the wireless signal transmission / reception method as described above will be described in detail.

먼저, 비직교 다중접속(NOMA)에 대해 설명하면, 기지국(BS : Base Station)이 k개의 쌍을 이룬 UE(User Equipment, 이하 'UE'라고 함)들에 대한 중첩 코딩된 신호(S)를 전송할 수 있는데, 이러한 중첩 코딩된 신호(S)는 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.First, a non-orthogonal multiple access (NOMA) will be described. A base station (BS) receives a superposition coded signal S for k pairs of UEs The superposition coded signal S can be expressed by Equation (1). &Quot; (1) "

Figure pat00001
Figure pat00001

여기에서, k∈{1,2,3, ..., N}, Sk는 k번째 UE의 신호이고 Pk는 k개의 쌍을 이룬 UE들에 대한 총송신전력을 의미한다.Where k k {1,2,3, ..., N}, S k is the signal of the k th UE and P k is the total transmit power for the k paired UEs.

그리고, 비직교 다중접속(NOMA) 시스템에서 사용자 페어링에는 2가지 종류의 UE, 즉 고이득 CCU(Cell Center User, 이하 'CCU'라 함) 및 저이득 CEU(Cell Edge User, 이하 'CEU'라 함)가 있는데, 지수 k의 상승값은 UE 채널 이득의 내림차순으로 할당될 수 있다. 즉, k=1은 CCU로 분류된 가장 높은 이득 사용자이며, k=N은 CEU로 분류된 가장 낮은 이득 사용자로 간주할 수 있으며, k번째 UE에서 수신된 중첩 코딩된 신호(yk)는 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In a non-orthogonal multiple access (NOMA) system, two types of UEs are used for user pairing: a high-gain CCU (Cell Center User) and a low-gain CEU ), And the rising value of the index k may be allocated in descending order of the UE channel gain. That is, k = 1 is the highest gain user classified as CCU, k = N can be regarded as the lowest gain user classified as CEU, and the superposition coded signal y k received at the k-th UE is (2) " (2) "

Figure pat00002
Figure pat00002

여기에서 hk는 기지국(BS)으로부터 k번째 UE로의 전송 채널의 응답을 제공하는데, 이 전송 채널은 레일리 페이딩 채널(Rayleigh fading channel)로 간주되며, n은 잡음을 나타내고, 평균과 편차가 0인 가산백색가우시안잡음(AWGN : additive white Gaussian noise)으로 간주될 수 있으며, Pk는 k번째 UE와 관련된 송신전력으로 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.Where h k provides the response of the transport channel from the base station (BS) to the k-th UE, which is considered to be a Rayleigh fading channel, n represents noise, May be regarded as additive white Gaussian noise (AWGN), and P k is the transmit power associated with the k < th > UE and can be expressed as Equation (3).

Figure pat00003
Figure pat00003

여기에서, αk는 k번째 UE에 대한 전력할당비율을 나타내며, PBS는 제공되는 BS 송신전력을 나타내며, NSB는 시스템에서의 서브 밴드들의 수를 의미하고, 일반적으로 αk는 이론적인 값을 취할 수 있다.Here,? K denotes the power allocation ratio for the k-th UE, P BS denotes the provided BS transmission power, N SB denotes the number of subbands in the system, and? K is a theoretical value .

상술한 바와 같이, k개의 쌍을 이룬 UE들의 수신된 중첩 부호화 신호로부터 원하는 신호정보를 추출하기 위해, UE 수신단은 SIC를 수행해야 하는데, 이러한 SIC를 수행하기 위해서 UE 수신단이 그 쌍을 이룬 UE들내에서 최적의 디코딩 순서를 판단하는 것이 매우 중요하다.As described above, in order to extract the desired signal information from the received superposed coded signals of the k paired UEs, the UE receiving unit must perform the SIC. In order to perform this SIC, the UE receiving unit It is very important to determine the optimal decoding order in the decoding process.

이 차수는 고이득 사용자(CCU)만이 저이득 사용자(CEU)의 신호정보를 제거하기 위해 SIC를 수행하는 방식으로, k개의 쌍을 이룬 UE들의 채널이득을 통해 결정될 수 있는데, k개의 짝을 이룬 UE들에서 높은 채널이득 사용자(m)를 CCU로 간주할 경우 UE-m은 그 페어링 내에서 저이득 UE들의 신호정보를 제거함으로써 고이득 UE들에 대한 신호를 추출하기 위해 SIC를 수행해야만 하고, UE-m에서 수신된 신호(ym)는 다음의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.This order can be determined through the channel gain of the k paired UEs in such a way that only the high gain user (CCU) performs the SIC to remove the signal information of the low gain user (CEU) When considering the high channel gain user (m) as a CCU in the UEs, the UE-m must perform the SIC to extract the signal for the high gain UEs by removing the signal information of the low gain UEs in the pairing, The signal y m received at the UE-m can be expressed by Equation (4) below.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기에서, 두 사용자의 경우(즉, 2개의 UE 경우)에 있어서, UE-1에서 수신된 신호는 다음의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.Here, in the case of two users (i.e., in case of two UEs), the signal received at UE-1 may be expressed by Equation (5).

Figure pat00005
Figure pat00005

여기에서, s1, P1 및 h1은 각각 고이득 사용자 UE-1의 신호정보, 전력 및 채널응답을 의미하고, s2 및 P2는 저이득 사용자 UE-2의 신호정보 및 전력을 의미한다.Here, s 1 , p 1 and h 1 mean the signal information, power and channel response of the high gain user UE-1, respectively, and s 2 and P 2 mean the signal information and power of the low gain user UE-2 do.

다음에, 수신단에서 수신된 신호에 대해 이상적인 SIC를 갖는 비직교 다중접속(NOMA)와 불완전한 SIC를 갖는 NOMA에서의 수신신호 검출에 대해 설명하기로 한다.Next, the reception signal detection in the NOMA having the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the incomplete SIC having the ideal SIC for the signal received at the receiving end will be described.

먼저, 이상적인 SIC를 갖춘 NOMA 수신단(수신기)의 경우에는 CCU가 CEU의 신호정보에 대한 완벽한 지식을 갖고 채널 효과를 고려하지 않는다고 가정되는 이상적인 SIC로 알려져 있는데, CEU의 신호정보가 SIC를 수행하여 CCU에서 완전히 제거됨을 의미하고, CCU 사용자가 k개의 페어링된 UE들에서 UE-m일 경우 이상적인 SIC를 수행함으로써 수신된 신호(sm)는 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.First, in the case of a NOMA receiver (receiver) having an ideal SIC, the CCU is known as an ideal SIC having a complete knowledge of the signal information of the CEU and assuming that the channel effect is not taken into consideration. , And if the CCU user is UE-m in k paired UEs, the received signal s m can be expressed as Equation (6) by performing the ideal SIC.

Figure pat00006
Figure pat00006

여기에서, ??.??는 수신된 신호의 복조 및 검출을 나타내고, 2쌍의 UE의 경우, 고이득 사용자는 UE-1으로, 이상적인 SIC를 가진 UE-1에서 수신된 신호(s1)는 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.Here, ?? represents the demodulation and detection of the received signal, and in the case of two pairs of UEs, the high gain user is the UE-1, the signal s1 received at the UE-1 with the ideal SIC is Can be expressed by the following Equation (7).

Figure pat00007
Figure pat00007

한편, 불완전한 SIC가있는 NOMA 수신단(수신기)의 경우에는 CCU는 전송 채널에 의해 생성된 채널 효과의 존재하에서 SIC를 수행하는데, 이는 레일리 페이딩 채널이며, 이상적인 SIC 경우보다 더 실제적인 접근법을 제공할 수 있다.On the other hand, in the case of a NOMA receiver (receiver) with an incomplete SIC, the CCU performs the SIC in the presence of the channel effect generated by the transport channel, which is a Rayleigh fading channel and can provide a more realistic approach than the ideal SIC case have.

여기에서, k개의 쌍을 이루는 UE들에서 UE-m에서의 수신된 신호에 대해 불완전한 상태를 갖는 CEU들의 신호 정보는 다음의 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.Here, the signal information of the CEUs having an incomplete state with respect to the received signal at the UE-m in k pairs of UEs can be expressed by Equation (8).

Figure pat00008
Figure pat00008

여기에서, n은 가산백색가우시안잡음(AWGN)을 나타내고, hk는 레일리 페이딩 채널을 의미하는데, SIC 수행 후 UE-m의 신호 추출은 다음의 수학식 9와 같이 나타낼 수 있다.Here, n represents the additive white Gaussian noise (AWGN), h k is to sense the Rayleigh fading channel, extracts the signal of the UE-m after performing SIC is expressed as the following equation (9) of the.

Figure pat00009
Figure pat00009

여기에서, 2개의 쌍으로 된 UE의 경우, CEU는 UE-2이고, CCU는 UE-1이다.Here, in the case of a two-paired UE, the CEU is UE-2 and the CCU is UE-1.

따라서, UE-1에서의 수신신호에서, 레일리 페이딩 채널의 효과를 포함하는 UE-2의 신호정보는 다음의 수학식 10과 같이 나타낼 수 있다.Therefore, in the received signal at the UE-1, the signal information of the UE-2 including the effect of the Rayleigh fading channel can be expressed as Equation (10).

Figure pat00010
Figure pat00010

그리고, SIC를 수행한 후 추출된 UE-1의 신호는 다음의 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.The signal of the UE-1 extracted after performing the SIC can be expressed by the following Equation (11).

Figure pat00011
Figure pat00011

여기에서, ??.??는 수신된 신호의 복조 및 검출을 의미한다.Here, ?? means ?? demodulation and detection of the received signal.

다음에, WHT(Walsh Hadamard Transform)에 대해 상세히 설명하면, WHT는 통신 시스템에서 직교가변확산인자(OVSF : orthogonal variable spreading factor)로 사용되며, 성상도 다양성를 달성하기 위해 WHT는 사용된 변조 방식의 송신심볼에 적용될 수 있는데, 그 변환은 송신단 측에서 WHT 행렬에 입력신호를 곱함으로써 달성될 수 있다. 이에 대응하여, 그 무선신호는 동일한 WHT 행렬에 수신된 신호를 곱함으로써 수신단 측에서 복원될 수 있는데, 그 입출력 표현은 다음의 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.Next, WHT (Walsh Hadamard Transform) will be described in detail. WHT is used as an orthogonal variable spreading factor (OVSF) in a communication system. In order to achieve constellation diversity, Symbol, which can be achieved by multiplying the WHT matrix by the input signal at the transmitting end. Correspondingly, the radio signal can be reconstructed at the receiving end by multiplying the received signal by the same WHT matrix, and the input / output representation can be expressed as Equation (12).

Figure pat00012
Figure pat00012

여기에서, S와 y는 각각 입력신호와 출력신호를 의미하고, Hi는 i=2l 길이코드(l∈Z+)인 WHT 행렬을 의미하는데, WHT 행렬에서 두 개의 서로 다른 행은 상호 직교하는 행을 갖는 두 개의 수직 벡터를 나타내며, H가 하다마드 행렬이고, 분할 행렬이

Figure pat00013
과 같이 주어진다고 가정할 경우 WHT 행렬의 일반적인 순서는 다음의 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.Here, S and y mean an input signal and an output signal, respectively, and H i means a WHT matrix with i = 2 l length codes (lεZ + ), wherein two different rows in the WHT matrix are mutually orthogonal Where H is the Hadamard matrix, and the partitioning matrix is
Figure pat00013
The general order of the WHT matrix can be expressed by Equation (13). &Quot; (13) "

Figure pat00014
Figure pat00014

여기에서, 정규화 인수는 1/√i로 주어지고, j는 WHT 행렬 Hi를 유도하는 하다마드 행렬의 차수를 나타내며, 변조기 출력 데이터(QAM 또는 PSK와 같은)의 복소수 집합점이 x_data=[x_1 x_2 x_3 ... x_n]으로 주어진다면 WHT 행렬 적용 후 결과는 다음의 수학식 14와 같이 나타낼 수 있다.Here, the normalization factor is given by 1 / √i, j is the order of the Hadamard matrix for deriving the WHT matrix H i , and the complex set point of the modulator output data (such as QAM or PSK) is x_data = [x_1 x_2 x_3 ... x_n], the result after applying the WHT matrix can be expressed by the following equation (14).

Figure pat00015
Figure pat00015

여기에서, SH는 수학식 12를 이용하여 재구성할 수 있는데, 주어진 데이터가 2차 WHT 행렬, 즉 H2인 x_data=[x_1 x_2]라고 가정할 경우 수학식 13을 이용하여 수학식 14는 다음의 수학식 15와 같이 나타낼 수 있다.Here, S H can be reconstructed using Equation (12). Assuming that given data is a second-order WHT matrix, i.e., H 2 , x_data = [x_1 x_2], Equation (15) "

Figure pat00016
Figure pat00016

그 결과는 다음의 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.The result can be expressed by the following equation (16).

Figure pat00017
Figure pat00017

그리고, 원래 데이터 대신에 수학식 16의 파생된 결과점을 전송할 수 있는데, 전형적인 QPSK(직교위상편이변조, Quadrature Phase Shift Keying) 방식의 송신기를 고려하면, 변조기는 4개의 복소 성상도 포인트, 즉 00, 01, 10 및 11(예)을 산출할 수 있고, 이 점들에 대한 WHT 애플리케이션이 아래의 표 1에 도시되어 있는데, x1 및 x2는 각각의 x1 및 x2 변조 포인트의 복소 성상도 포인트이며, WHT 응용 프로그램 이후의 새로운 성상도 포인트는 s1 및 s2로 표시될 수 있다.Then, instead of the original data, the derived result point of Equation 16 can be transmitted. Considering a typical QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) transmitter, the modulator has four complex constellation points, i.e., 00 , 01, 10 and 11 (example), and the WHT application for these points is shown in Table 1 below, where x 1 and x 2 are the complex constellations of the respective x 1 and x 2 modulation points Point, and the new constellation points after the WHT application may be denoted by s 1 and s 2 .

Figure pat00018
Figure pat00018

한편, 수신단 측에서는 역 WHT의 경우 동일한 순서의 하다마드 행렬이 수신된 데이터에 적용될 수 있고, 그 역 WHT 프로세스는 다음의 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, in the case of the reverse WHT on the receiving end, the Harmad matrix of the same order can be applied to the received data, and the inverse WHT process can be expressed by Equation (17).

Figure pat00019
Figure pat00019

이러한 수학식 17은 WHT 기술을 사용하여 획득한 다양성을 나타낼 수 있다.This equation (17) can represent the diversity obtained using the WHT technique.

상술한 바와 같은 비직교 다중접속(NOMA)과 WHT를 적용한 본 발명의 WHT-NOMA의 개략적인 시스템 모델은 도 5에 도시되어 있는데, 송신단에서 중첩 코딩된 신호가 상기 수학식 1에 의해 주어지면, WHT 적용 후에 송신되는 무선신호(즉, 송신신호)는 다음의 수학식 18과 같이 나타낼 수 있다.A schematic system model of the WHT-NOMA of the present invention using the above-described non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT is shown in FIG. 5. If a superposition coded signal is given by Equation (1) The wireless signal (that is, the transmission signal) transmitted after the application of the WHT can be expressed by the following equation (18).

Figure pat00020
Figure pat00020

여기에서, s(H, k)는 WHT가 적용된 후 k번째 UE의 신호를 나타내고, 수학식 2를 사용하는 수신단 측에서, k번째 사용자에서의 수신신호는 다음의 수학식 19와 같이 나타낼 수 있다.Here, s (H, k) represents the signal of the k-th UE after WHT is applied, and the receiving signal at the k-th user at the receiving end using Equation (2) .

Figure pat00021
Figure pat00021

여기에서, hk는 레일리 페이딩 채널로 간주되는 채널 응답이고, n은 잡음을 나타내며, 평균 및 분산이 0인 가산백색가우시안잡음(AWGN)으로 간주될 수 있다.Here, h k is the channel response considered as a Rayleigh fading channel, n represents noise, and can be regarded as an additive white Gaussian noise (AWGN) with mean and variance of zero.

그리고, WHT-NOMA에서 k개의 페어링된 UE들 내의 m번째 사용자의 경우, SIC를 수행하지 않고 수학식 4에서 고이득 사용자(UE-m)의 수신된 무선신호는 다음의 수학식 20과 같이 나타낼 수 있다.In the case of the m-th user in the k paired UEs in the WHT-NOMA, the received radio signal of the high-gain user UE-m in Equation (4) without performing the SIC is expressed by the following Equation 20 .

Figure pat00022
Figure pat00022

유사하게, WHT-NOMA에서의 2개의 UE의 경우, SIC없이 UE-1에서 수신된 신호는 수학식 20을 이용하여 다음의 수학식 21과 같이 나타낼 수 있다.Similarly, in case of two UEs in WHT-NOMA, the signal received at UE-1 without SIC can be expressed by Equation (21) using Equation (20).

Figure pat00023
Figure pat00023

여기에서도 종래의 NOMA와 유사하게 수신단에서의 SIC에 대해 2가지 경우, 즉 이상적인 SIC를 갖는 WHT-NOMA와 불완전한 SIC를 갖는 WHT-NOMA가 고려될 수 있다.Again, similar to the conventional NOMA, there are two cases for SIC at the receiving end: WHT-NOMA with ideal SIC and WHT-NOMA with incomplete SIC can be considered.

먼저, 이상적인 SIC를 갖는 WHT-NOMA 수신기에서는 종래 NOMA 수신기와 유사하게 CCU는 CEU의 신호정보를 완벽하게 알고 있다고 가정할 수 있고, CCU는 SIC를 사용하여 결합된 신호로부터 CEU의 신호 정보를 완전히 제거할 수 있고, WHT-NOMA 수신기에서, k개의 쌍을 이룬 UE들에서 고이득 사용자(UE-m)의 무선신호는 수학식 21을 이용하여 다음의 수학식 22와 같이 나타낼 수 있다.First, in a WHT-NOMA receiver with an ideal SIC, it can be assumed that the CCU knows the signal information of the CEU completely similar to the conventional NOMA receiver, and the CCU completely removes the CEU signal information from the combined signal using the SIC And in the WHT-NOMA receiver, the radio signal of the high-gain user UE-m in k paired UEs can be expressed by Equation (22) using Equation (21).

Figure pat00024
Figure pat00024

여기에서, Hi는 송신기에 사용된 것과 동일한 차수(i)의 WHT 행렬이고, ??.??는 수신된 신호의 복조 및 검출을 나타내는데, 2개의 짝을 이룬 UE의 경우에, 고이득 사용자(UE-1)의 신호를 검색하기 위해 수학식 22는 다음의 수학식 23과 같이 나타낼 수 있다.Where H i is the WHT matrix of the same order (i) as used for the transmitter, and ?? represents the demodulation and detection of the received signal, in the case of two paired UEs, (22) can be expressed by Equation (23) to retrieve the signal of the UE-1.

Figure pat00025
Figure pat00025

한편, 불완전한 SIC를 가진 WHT-NOMA 수신기에서는 종래의 NOMA 수신기와 유사하게 CCU는 전송 채널, 즉 레일리 페이딩 채널에 의해 생성된 채널 효과의 존재 하에서 SIC를 수행할 수 있고, 이 경우 WHT-NOMA에서는 UE-m에서의 CEU의 신호 정보는 수학식 20을 이용하여 다음의 수학식 24와 같이 나타낼 수 있다.On the other hand, in a WHT-NOMA receiver having an incomplete SIC, the CCU can perform SIC in the presence of a channel effect generated by a transmission channel, i.e., a Rayleigh fading channel, similar to a conventional NOMA receiver. In this case, The signal information of the CEU at -m can be expressed as Equation (24) using Equation (20).

Figure pat00026
Figure pat00026

여기에서, n 및 hk는 각각 가산백색가우시안잡음(AWGN) 및 레일리 페이딩 채널을 나타내고, WHT-NOMA의 경우, UE-m의 신호 정보는 수학식 20과 수학식 24를 이용하여 다음의 수학식 25와 같이 나타낼 수 있다.Here, n and h k denote additive white Gaussian noise (AWGN) and Rayleigh fading channels, respectively. In case of WHT-NOMA, the signal information of UE-m is expressed by Equation 20 and Equation 24, 25, respectively.

Figure pat00027
Figure pat00027

또한, WHT-NOMA의 2가지 사용자(즉, 고이득 CCU와 저이득 CEU) 경우에 대해, 레일리 페이딩 채널의 효과를 포함시킨 후, UE-1에서의 UE-2의 신호 정보는 수학식 24를 이용하여 다음의 수학식 26과 같이 나타낼 수 있다.Also, after including the effects of the Rayleigh fading channel for the two users of WHT-NOMA (i.e. high gain CCU and low gain CEU), the signal information of UE-2 at UE- Can be expressed by the following equation (26).

Figure pat00028
Figure pat00028

여기에서, UE-1 신호는 수학식 21과 수학식 26을 이용하여 다음의 수학식 27과 같이 나타낼 수 있다.Here, the UE-1 signal can be expressed by Equation (27) using Equation (21) and Equation (26).

Figure pat00029
Figure pat00029

여기에서, Hi는 송신단에 대해 사용된 것과 동일한 차수(i)의 WHT 행렬이고,??.??는 수신된 신호의 복조 및 검출을 나타낸다.Where H i is the WHT matrix of the same order (i) as used for the transmitter, and ?? represents the demodulation and detection of the received signal.

한편, 종래의 NOMA와 본 발명의 실시예에 따른 WHT-NOMA의 처리량 계산에 대해 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명하면, 처리량(throughput)과 BER(Bit Error Rate, 이하 'BER'이라 함)은 서로 관련이 있기 때문에 BER을 사용하여 스루풋을 계산할 수 있는데, 종래의 NOMA 및 WHT-NOMA의 경우 모두 처리량은 다음의 수학식 28과 같이 주어진 BER 성능에 따라 산출될 수 있다.The throughput and the bit error rate (BER) will be described below with reference to FIGS. 6 to 9. FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of calculating the throughput of the conventional NOMA and the WHT-NOMA according to an embodiment of the present invention. The throughput can be calculated using the BER. In the case of both the conventional NOMA and the WHT-NOMA, the throughput can be calculated according to the given BER performance as shown in Equation 28 below.

Figure pat00030
Figure pat00030

여기에서, B는 대역폭이고, Q는 전송된 신호의 변조 차수를 의미한다.Where B is the bandwidth and Q is the modulation order of the transmitted signal.

상기 수학식 28을 이용하여 이상적인 SIC 조건과 불완전한 SIC 조건을 사용하는 종래의 NOMA 체계와 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 WHT-NOMA에 대한 시뮬레이션 결과를 제공하는데, 작업의 시뮬레이션 매개 변수는 3GPP (Third-Generation Partnership Project) 사양에 명시된 LTE (Long-Term Evolution) 표준을 따르며, 시뮬레이션에 사용된 기본 신호 파형도 LTE 표준에 준하여 도출하였다.Using the equation (28), simulation results for WHT-NOMA according to an embodiment of the present invention are provided in comparison with a conventional NOMA system using ideal SIC conditions and incomplete SIC conditions, (Long-Term Evolution) standard specified in the Third-Generation Partnership Project specification, and the basic signal waveform used in the simulation is also derived in accordance with the LTE standard.

그 시뮬레이션 파라미터는 아래의 표 2에 정의되어 있으며, 시뮬레이션 목적을 위한 사용자 전력 할당은 총 전력이 1, 즉 PCCU+PCEU=1 인 CCU=0.2 및 CEU=0.8로 설정하였고, WHT 행렬 순서에 대해, 사용된 변조 방식과 동일한 순서를 사용하였다. 예를 들어 BPSK 변조의 경우 WHT 행렬의 차수는 2이고 QPSK 변조의 경우 WHT 행렬의 차수는 4로 하여 시뮬레이션을 수행하였다.The simulation parameters are defined in Table 2 below, and the user power allocation for simulation purposes is set to CCU = 0.2 and CEU = 0.8 with a total power of 1, i.e. P CCU + P CEU = 1, , The same order as the modulation scheme used was used. For example, in the case of BPSK modulation, the degree of the WHT matrix is 2, and in the case of QPSK modulation, the degree of the WHT matrix is 4.

Figure pat00031
Figure pat00031

그 결과에 대해 설명하면, WHT-NOMA의 BER은 다른 변조 방식을 사용하는 이상적인 SIC 조건과 불완전한 SIC 조건에서 WHT-NOMA의 BER 성능을 종래의 NOMA와 비교하여 도 6 및 도 7에 도시하였다.As a result, the BER of the WHT-NOMA is shown in FIGS. 6 and 7 in comparison with the conventional NOMA in the ideal SIC condition using a different modulation scheme and the BER performance of the WHT-NOMA under an incomplete SIC condition.

즉, QPSK 변조를 사용하는 종래의 NOMA 및 WHT-NOMA에 대한 결과는 도 6에 도시한 바와 같이 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC/Conventional NOMA-CCU with perfect SIC/Conventional NOMA-CEU/WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC/WHT-NOMA-CCU with perfect SIC/WHT-NOMA-CEU'의 순서로 종래의 NOMA보다 본 발명의 WHT-NOMA의 BER이 전체적으로 낮은 것을 알 수 있다.That is, the results of the conventional NOMA and WHT-NOMA using QPSK modulation are shown in FIG. 6 as' Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC / Conventional NOMA-CCU with perfect SIC / Conventional NOMA-CEU / WHT- -CCU with imperfect SIC / WHT-NOMA-CCU with perfect SIC / WHT-NOMA-CEU ', the BER of the WHT-NOMA of the present invention is lower than that of the conventional NOMA.

또한, 직교진폭변조(QAM)를 사용하는 종래의 NOMA 및 WHT-NOMA에 대한 결과는 도 7에 도시한 바와 같이 QPSK 변조를 사용하는 시스템과 유사하게 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC/Conventional NOMA-CCU with perfect SIC/Conventional NOMA-CEU/WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC/WHT-NOMA-CCU with perfect SIC/WHT-NOMA-CEU'의 순서로 종래의 NOMA보다 본 발명의 WHT-NOMA의 BER이 전체적으로 낮은 것을 알 수 있다.In addition, the results for conventional NOMA and WHT-NOMA using quadrature amplitude modulation (QAM) are similar to systems using QPSK modulation, as shown in FIG. 7, with 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC / Conventional NOMA- CCU with perfect SIC / Conventional NOMA-CEU / WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC / WHT-NOMA-CCU with perfect SIC / WHT- It can be seen that the total is low.

한편, WHT-NOMA의 처리량이상적인 SIC 조건과 불완전한 SIC 조건에서 종래의 NOMA와 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 WHT-NOMA의 처리량 성능에 대해 설명하면, 이러한 처리량은 BER 성능을 기반으로 하는데, 그 결과는 도 8 및 도 9에 도시하였다.On the other hand, the throughput performance of WHT-NOMA according to the embodiment of the present invention is compared with that of the conventional NOMA under ideal SIC condition and incomplete SIC condition of WHT-NOMA throughput. Such throughput is based on BER performance, The results are shown in FIG. 8 and FIG.

즉, QPSK 변조를 사용하는 종래의 NOMA 및 WHT-NOMA에 대한 결과는 도 8에 도시한 바와 같이 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC/Conventional NOMA-CCU with perfect SIC/Conventional NOMA-CEU/WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC/WHT-NOMA-CCU with perfect SIC/WHT-NOMA-CEU'의 순서로 종래의 NOMA보다 본 발명의 WHT-NOMA의 처리량이 전체적으로 높게 나타나는 것을 알 수 있다.The results of the conventional NOMA and WHT-NOMA using QPSK modulation are shown in FIG. 8 as' Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC / Conventional NOMA-CCU with perfect SIC / Conventional NOMA-CEU / WHT- -CCU with imperfect SIC / WHT-NOMA-CCU with perfect SIC / WHT-NOMA-CEU ', the throughput of the WHT-NOMA of the present invention is higher than that of the conventional NOMA.

또한, 직교진폭변조(QAM)를 사용하는 종래의 NOMA 및 WHT-NOMA에 대한 결과는 도 9에 도시한 바와 같이 QPSK 변조를 사용하는 시스템과 유사하게 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC/Conventional NOMA-CCU with perfect SIC/Conventional NOMA-CEU/WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC/WHT-NOMA-CCU with perfect SIC/WHT-NOMA-CEU'의 순서로 종래의 NOMA보다 본 발명의 WHT-NOMA의 처리량이 전체적으로 높게 나타나는 것을 알 수 있다.In addition, the results for conventional NOMA and WHT-NOMA using quadrature amplitude modulation (QAM) are similar to systems using QPSK modulation as shown in FIG. 9, with 'Conventional NOMA-CCU with imperfect SIC / Conventional NOMA- The throughput of the WHT-NOMA of the present invention is higher than that of the conventional NOMA in the order of "CCU with perfect SIC / Conventional NOMA-CEU / WHT-NOMA-CCU with imperfect SIC / WHT-NOMA- It can be seen that the overall appearance is high.

따라서, 본 발명은 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩된 무선신호를 송수신함으로써, 수신단에서 무선신호의 수신 성능을 향상시킬 수 있다.Therefore, the present invention can improve the reception performance of the radio signal at the receiving end by transmitting and receiving the superposed coded radio signal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT.

또한, 본 발명은 송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하고, 수신단에서 이를 수신하여 SIC(Successive Interference Cancellation)와 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하고, 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출함으로써, 송신단에서 송신한 무선신호를 수신단에서 효과적으로 수신 및 검출할 수 있다.The present invention also relates to a method and apparatus for transmitting a radio signal corresponding to a plurality of user terminals by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT at a transmitter, receiving the radio signal at a receiver, ) And WHT to detect a first radio signal corresponding to a high gain user terminal and applying a non-orthogonal multiple access (NOMA) and a WHT to detect a second radio signal corresponding to the low gain user terminal, It is possible to effectively receive and detect the transmitted radio signal at the receiving end.

이상의 설명에서는 본 발명의 다양한 실시예들을 제시하여 설명하였으나 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함을 쉽게 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be readily apparent that such substitutions, modifications, and alterations are possible.

Claims (7)

송신단에서 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT(Walsh Hadamard Transform)를 적용하여 복수의 사용자단말에 대응하는 무선신호를 송신하는 단계와,
상기 송신단으로부터 송신된 상기 무선신호를 수신단에서 수신하여 SIC(Successive Interference Cancellation)와 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 고이득 사용자단말에 대응하는 제 1 무선신호를 검출하는 단계와,
상기 송신단으로부터 송신된 상기 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 저이득 사용자단말에 대응하는 제 2 무선신호를 검출하는 단계
를 포함하는 무선신호의 송수신 방법.
Transmitting a radio signal corresponding to a plurality of user terminals by applying non-orthogonal multiple access (NOMA) and Walsh Hadamard Transform (WHT) at a transmitting end;
Receiving a radio signal transmitted from the transmitting terminal at a receiving terminal and detecting a first radio signal corresponding to the high-gain user terminal by applying successive interference cancellation (SIC), non-orthogonal multiple access (NOMA)
Detecting a second radio signal corresponding to the low-gain user terminal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT to the radio signal transmitted from the transmitting terminal
And transmitting the radio signal.
제 1 항에 있어서,
상기 무선신호를 송신하는 단계는,
상기 송신단에서 복수의 상기 고이득 사용자단말에 대응하는 상기 제 1 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계와,
중첩 코딩된 상기 제 1 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계와,
상기 송신단에서 복수의 상기 저이득 사용자단말에 대응하는 상기 제 2 무선신호를 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 중첩 코딩하는 단계와,
중첩 코딩된 상기 제 2 무선신호에 대한 송신전력을 할당하는 단계와,
상기 송신전력이 각각 할당된 상기 제 1 무선신호 및 제 2 무선신호에 대한 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행하여 상기 무선신호를 송신하는 단계
를 포함하는 무선신호의 송수신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of transmitting the radio signal comprises:
Superposing the first radio signal corresponding to the plurality of high-gain user terminals in the transmitting terminal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT;
Assigning a transmit power for the superposed coded first radio signal;
Superposing the second radio signal corresponding to the plurality of low-gain user terminals at the transmitting end by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT;
Allocating a transmit power for the superposed coded second radio signal;
Performing inverse fast Fourier transform (IFFT) on the first radio signal and the second radio signal to which the transmission power is allocated, respectively, and transmitting the radio signal
And transmitting the radio signal.
제 2 항에 있어서,
상기 역고속푸리에변환(IFFT)을 수행하여 상기 무선신호를 송신하는 단계는, 상기 무선신호에 다중경로채널의 간섭을 제거하기 위한 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 부가하는 무선신호의 송수신 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the step of transmitting the radio signal by performing the inverse fast Fourier transform (IFFT) comprises adding a cyclic prefix for eliminating interference of a multipath channel to the radio signal.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 무선신호를 검출하는 단계는,
상기 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 1 채널 이퀄라이제이션(Channel Equalization) 및 제 1 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계와,
상기 무선신호에 대해 상기 SIC를 적용하여 상기 제 2 무선신호를 제거하는 단계와,
상기 제 2 무선신호를 제거한 후, 상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 상기 제 1 무선신호를 검출하는 단계
를 포함하는 무선신호의 송수신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the detecting the first wireless signal comprises:
Performing a first channel equalization and a first fast Fourier transform (FFT) to compensate for signal distortion of a communication channel by receiving the radio signal;
Removing the second radio signal by applying the SIC to the radio signal;
Detecting the first wireless signal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and WHT after removing the second wireless signal
And transmitting the radio signal.
제 4 항에 있어서,
상기 제 1 채널 이퀄라이제이션 및 제 1 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계는, 상기 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 제거하는 무선신호의 송수신 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein performing the first channel equalization and the first fast Fourier transform (FFT) comprises removing a cyclic prefix added to the radio signal.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 무선신호를 검출하는 단계는,
상기 무선신호를 수신하여 통신채널의 신호왜곡을 보상하는 제 2 채널 이퀄라이제이션(Channel Equalization) 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계와,
상기 비직교 다중접속(NOMA) 및 WHT를 적용하여 상기 제 2 무선신호를 검출하는 단계
를 포함하는 무선신호의 송수신 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of detecting the second radio signal comprises:
Performing a second channel equalization and a second fast Fourier transform (FFT) to compensate for signal distortion of a communication channel by receiving the radio signal;
Detecting the second wireless signal by applying the non-orthogonal multiple access (NOMA) and the WHT
And transmitting the radio signal.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 채널 이퀄라이제이션 및 제 2 고속푸리에변환(FFT)을 수행하는 단계는, 상기 무선신호에 부가된 사이클릭프리픽스(Cyclic Prefix)를 제거하는 무선신호의 송수신 방법.
The method according to claim 6,
Wherein performing the second channel equalization and second fast Fourier transform (FFT) comprises removing a cyclic prefix added to the radio signal.
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