WO2017204471A1 - 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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code rate
modulation
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이호재
김기준
김병훈
이상림
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엘지전자 주식회사
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    • H04L5/0055—Physical resource allocation for ACK/NACK

Definitions

  • the present disclosure relates to wireless communication, and more particularly, to a method for transmitting uplink data based on contention in a wireless communication system to which a non-orthogonal multiple access scheme is applied and a device using the same.
  • Wireless communication systems are widely deployed to provide various kinds of communication services such as voice and data.
  • the purpose of a wireless communication system is to allow a large number of terminals to perform reliable communication regardless of location and mobility.
  • a wireless communication system is a multiple access system capable of supporting communication with a plurality of terminals by sharing available radio resources.
  • radio resources include time, frequency, code, transmit power, and the like.
  • multiple access systems include time division multiple access (TDMA) systems, code division multiple access (CDMA) systems, frequency division multiple access (FDMA) systems, orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) systems, and single carrier frequency (SC-FDMA). division multiple access) system.
  • TDMA time division multiple access
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • the present specification provides a method and apparatus for transmitting uplink data on a contention-based basis in a wireless communication system to which a non-orthogonal multiple access scheme is applied.
  • the present specification proposes a method and apparatus for transmitting uplink data on a contention basis in a wireless communication system to which a non-orthogonal multiple access scheme is applied.
  • the apparatus includes a radio frequency (RF) unit for transmitting and receiving radio signals and a processor coupled to the RF unit.
  • RF radio frequency
  • the terminal receives information about a modulation pattern predefined for non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the information on the predefined modulation pattern includes a modulation pattern index.
  • the modulation pattern index indicates that a modulation order is specified for a terminal specific to each resource element in a resource used by multiple terminals.
  • modulation order is specified for each resource element for each terminal.
  • a modulation pattern for each resource element may vary for each modulation pattern index. However, even if the modulation pattern for each resource element is different, the data transmitted by the multiple terminals have the same data rate.
  • the modulation pattern index may further indicate that a specific resource element in a resource used by the multiple terminals overlaps the terminal specific nulling. That is, the fact that a specific resource element is nulled in the modulation pattern for each resource element used for each terminal means that a modulation symbol is not transmitted to a specific resource element and a null symbol is transmitted to eliminate interference between terminals. do.
  • the expected value of the power and the change value of the power for the multi-user interference (MUI) of each resource element may vary according to the modulation order (or modulation pattern) designated for each resource element.
  • the change in power for the MUI means that the amount of interference between terminals is not constant and may vary. When the amount of interference between terminals is greater than a specific value, it is possible to provide lower reliability, and when the amount of interference between terminals is smaller than a specific value, it is possible to provide higher reliability. As a result, by providing high reliability at a high modulation order, reliability of more information bits can be provided, thereby increasing reliability of the entire data.
  • the terminal transmits data to the base station using the modulation order specified for each resource element based on the information on the predefined modulation pattern.
  • the terminal may transmit data in a hierarchical modulation order for each resource element in a resource overlapped by the multiple terminals.
  • the terminal may select a modulation pattern index for the terminal from the modulation pattern index.
  • the base station may define a modulation pattern index for the terminal in advance and inform it by RRC signaling.
  • the data may be modulated by a modulation order specified for each resource element indicated by a modulation pattern index for the terminal.
  • the modulation pattern index may be received through a control channel (eg, PDCCH).
  • the terminal may receive information about a coding rate pattern predefined for non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the information on the predefined code rate pattern may include a code rate pattern index.
  • the code rate pattern index may indicate that a code rate is specifically designated for each resource element in a resource used by multiple terminals.
  • the terminal may select a code rate pattern index for the terminal from the code rate pattern index.
  • the base station may define a code rate pattern index for the terminal in advance and inform it by RRC signaling.
  • the data may be encoded by a code rate specified for each resource element indicated by a code rate pattern index for the terminal.
  • the terminal may receive information about a codeword predefined for non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the modulation pattern index may be designated according to the index of the predefined codeword.
  • the code rate pattern index may be designated according to the index of the predefined codeword. That is, the codeword index may be defined in advance by binding to a modulation pattern index or a code rate pattern index for each terminal. Accordingly, the base station may check a modulation pattern or a code rate pattern based on a codeword index when performing blind detection.
  • the information on the predefined modulation pattern, the information on the predetermined code rate pattern may be broadcast to all terminals in the cell in the form of a look up table (look up table).
  • the expected value and the change value of interference can be changed for each UE pair according to the UE-specific modulation pattern of each user, so that the interleaved coded bit stream is modulated and thus the Tiber is used in terms of interference.
  • the UE-specific code rate pattern of each user the UE may obtain different coding gains for each interval of information bits. Then, diversity can be obtained in terms of interference by a UE specific bit interleaver. Accordingly, the degree of interference may appear in various patterns with respect to the information bits by the terminal specific interleaver. In this manner, the MUD performance of the receiver can be increased through interference distribution for multi-user overlapping transmissions.
  • FIG. 1 illustrates a wireless communication system to which the present specification is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a user plane.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a control plane.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a NOMA based downlink transmission / reception (Tx / Rx) block diagram of a communication device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a NOMA based uplink transmission / reception block diagram of a communication device.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an NCMA based downlink transmission / reception block diagram of a communication device as an example.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an NCMA-based uplink transmission / reception block diagram of a communication device as an example.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a frequency axis of data transmission by a terminal-specific NCC.
  • NCMA 9 is a diagram illustrating a basic transmission and reception structure diagram of the NCMA system.
  • FIG. 10 illustrates a frame structure for uplink support in a long term evolution (LTE) / LTE-Advanced (LTE-A) system.
  • LTE long term evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • FIG. 11 illustrates a frame structure for a non-orthogonal multiple access scheme based multi-user data overlapping transmission scheme.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram for describing interpolation methods for channel estimation.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frame structure of a reference signal hopping based NOMA group.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a procedure for iterative multi-group detection.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a reference signal hopping pattern based on a normal CP frame structure.
  • FIG. 16 illustrates an example of an extended CP frame structure based RS signal hopping pattern.
  • 17 is a diagram exemplarily illustrating a procedure for a massive sporadic packet service.
  • FIG. 18 shows an example of a self-contained subframe structure according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 19 illustrates an example of a self-contained subframe structure based reference signal and data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 20 shows another example of a self-contained subframe structure based reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • 21 illustrates an example of overlapping resources used by multiple users in a frequency band or symbol according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 22 illustrates an example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 23 illustrates another example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 24 illustrates another example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 25 illustrates an example in which a modulation order is changed through a UE specific modulation pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 26 illustrates an example of a structure of a transceiver considering a UE specific modulation pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 27 shows an example in which a code rate is changed through a terminal specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 28 illustrates an example of a structure of a transceiver considering a UE specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • 29 illustrates an example of a structure of a transceiver in consideration of a UE specific modulation pattern and a UE specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a procedure of transmitting contention-based data using a predefined modulation pattern or a predefined code rate pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating a device in which an embodiment of the present specification is implemented.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier-frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • UTRA is part of the Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).
  • 3rd Generation Partnership Project (3GPP) long term evolution (LTE) is part of an Evolved UMTS (E-UMTS) using E-UTRA, and employs OFDMA in downlink and SC-FDMA in uplink.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • LTE long term evolution
  • E-UMTS Evolved UMTS
  • E-UTRAN Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network
  • LTE Long Term Evolution
  • the E-UTRAN includes a base station (BS) 20 that provides a control plane and a user plane to a user equipment (UE).
  • the terminal 10 may be fixed or mobile and may be called by other terms such as a mobile station (MS), a user terminal (UT), a subscriber station (SS), a mobile terminal (MT), a wireless device (Wireless Device), and the like.
  • the base station 20 refers to a fixed station communicating with the terminal 10, and may be referred to by other terms such as an evolved-NodeB (eNB), a base transceiver system (BTS), an access point, and the like.
  • eNB evolved-NodeB
  • BTS base transceiver system
  • access point and the like.
  • the base stations 20 may be connected to each other through an X2 interface.
  • the base station 20 is connected to a Serving Gateway (S-GW) through an MME (Mobility Management Entity) and an S1-U through an Evolved Packet Core (EPC) 30, more specifically, an S1-MME through an S1 interface.
  • S-GW Serving Gateway
  • MME Mobility Management Entity
  • EPC Evolved Packet Core
  • EPC 30 is composed of MME, S-GW and P-GW (Packet Data Network-Gateway).
  • the MME has information about the access information of the terminal or the capability of the terminal, and this information is mainly used for mobility management of the terminal.
  • S-GW is a gateway having an E-UTRAN as an endpoint
  • P-GW is a gateway having a PDN as an endpoint.
  • the radio interface between the terminal and the base station is called a Uu interface.
  • Layers of the radio interface protocol between the terminal and the network are based on the lower three layers of the Open System Interconnection (OSI) reference model, which is widely known in communication systems.
  • OSI Open System Interconnection
  • L2 second layer
  • L3 third layer
  • the RRC Radio Resource Control
  • the RRC layer located in the third layer plays a role of controlling radio resources between the terminal and the network.
  • the RRC layer exchanges an RRC message between the terminal and the base station.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a radio protocol architecture for a user plane.
  • 3 is a block diagram illustrating a radio protocol structure for a control plane.
  • the user plane is a protocol stack for user data transmission
  • the control plane is a protocol stack for control signal transmission.
  • a physical layer (PHY) layer provides an information transfer service to a higher layer using a physical channel.
  • the physical layer is connected to a medium access control (MAC) layer, which is an upper layer, through a transport channel. Data is moved between the MAC layer and the physical layer through the transport channel. Transport channels are classified according to how and with what characteristics data is transmitted over the air interface.
  • MAC medium access control
  • the physical channel may be modulated by an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) scheme and utilizes time and frequency as radio resources.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the functions of the MAC layer include mapping between logical channels and transport channels and multiplexing / demultiplexing into transport blocks provided as physical channels on transport channels of MAC service data units (SDUs) belonging to the logical channels.
  • the MAC layer provides a service to a Radio Link Control (RLC) layer through a logical channel.
  • RLC Radio Link Control
  • RLC layer Functions of the RLC layer include concatenation, segmentation, and reassembly of RLC SDUs.
  • QoS Quality of Service
  • the RLC layer has a transparent mode (TM), an unacknowledged mode (UM), and an acknowledged mode (Acknowledged Mode).
  • TM transparent mode
  • UM unacknowledged mode
  • Acknowledged Mode acknowledged mode
  • AM Three modes of operation (AM).
  • AM RLC provides error correction through an automatic repeat request (ARQ).
  • PDCP Packet Data Convergence Protocol
  • Functions of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the user plane include delivery of user data, header compression, and ciphering.
  • the functionality of the Packet Data Convergence Protocol (PDCP) layer in the control plane includes the transfer of control plane data and encryption / integrity protection.
  • the RRC (Radio Resource Control) layer is defined only in the control plane.
  • the RRC layer is responsible for the control of logical channels, transport channels, and physical channels in connection with configuration, re-configuration, and release of RBs.
  • RB means a logical path provided by the first layer (PHY layer) and the second layer (MAC layer, RLC layer, PDCP layer) for data transmission between the terminal and the network.
  • the establishment of the RB means a process of defining characteristics of a radio protocol layer and a channel to provide a specific service, and setting each specific parameter and operation method.
  • RB can be further divided into SRB (Signaling RB) and DRB (Data RB).
  • the SRB is used as a path for transmitting RRC messages in the control plane
  • the DRB is used as a path for transmitting user data in the user plane.
  • the UE If there is an RRC connection between the RRC layer of the UE and the RRC layer of the E-UTRAN, the UE is in an RRC connected state, otherwise it is in an RRC idle state. do.
  • the downlink transmission channel for transmitting data from the network to the UE includes a BCH (Broadcast Channel) for transmitting system information and a downlink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • Traffic or control messages of a downlink multicast or broadcast service may be transmitted through a downlink SCH or may be transmitted through a separate downlink multicast channel (MCH).
  • the uplink transport channel for transmitting data from the terminal to the network includes a random access channel (RACH) for transmitting an initial control message and an uplink shared channel (SCH) for transmitting user traffic or control messages.
  • RACH random access channel
  • SCH uplink shared channel
  • BCCH broadcast control channel
  • PCCH paging control channel
  • CCCH common control channel
  • MCCH multicast control channel
  • MTCH multicast traffic
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a NOMA based downlink transmission / reception (Tx / Rx) block diagram of a communication device.
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • MUST Multiuser Superposition Transmission
  • the NOMA system is considered as an element technology of the next generation 5G system for the purpose of gaining transmission capacity gain or increasing the number of simultaneous connections compared to the LTE system by transmitting information for multiple terminals by overlapping the same time-frequency resources.
  • next generation 5G system's NOMA series technologies include MUST to distinguish terminals based on power level, Sparse Code Multiple Access (SCMA) using Sparse Complex Codebook-based modulation, and interleave using user-specific interleaver.
  • SCMA Sparse Code Multiple Access
  • IDMA Division Multiple Access
  • the power allocation of each symbol is different, or the multi-terminal data is hierarchically modulated and transmitted based on hierarchical modulation.
  • Demodulating data hereinafter referred to as multi-terminal data
  • MOD multi-user detection
  • the transmitting end of FIG. 4 replaces the forward error correction (FEC) encoder and the modulation process with respect to the multi-terminal data by using a previously promised Sparse Complex Codebook modulation scheme and transmits the multi-terminal data through the MUD at the receiving end.
  • FEC forward error correction
  • the transmitter of FIG. 4 modulates and transmits FEC encoding information on the terminal data through a terminal-specific interleaver and demodulates the terminal data through the MUD.
  • Each system can demodulate multi-terminal data using various MUD methods, for example Maximum Likelihood (ML), Maximum joint A posteriori Probability (MAP), Message Passing Algorithm (MPA), Matched Filtering (MF), Successive Interference Cancellation (SIC), Parallel Interference Cancellation (PIC), Codeword Interference Cancellation (CWIC), and the like.
  • MUD methods for example Maximum Likelihood (ML), Maximum joint A posteriori Probability (MAP), Message Passing Algorithm (MPA), Matched Filtering (MF), Successive Interference Cancellation (SIC), Parallel Interference Cancellation (PIC), Codeword Interference Cancellation (CWIC), and the like.
  • ML Maximum Likelihood
  • MAP Maximum joint A posteriori Probability
  • MPA Message Passing Algorithm
  • MCA Matched Filtering
  • SIC Successive Interference Cancellation
  • PIC Parallel Interference Cancellation
  • CWIC Codeword Interference Cancellation
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a NOMA based uplink transmission / reception block diagram of a communication device.
  • FIG. 5 illustrates a structure of a transmitter / receiver for uplink support of a NOMA series system in which multi-terminal information (hereinafter, referred to as multi-terminal information) is allocated to the same resource and transmitted.
  • multi-terminal information hereinafter, referred to as multi-terminal information
  • Each system may transmit and demodulate the multi-terminal data in the same manner as the description of the downlink structure of FIG.
  • NOMA series systems transmit multiple terminal signals over the same time-frequency resources, they have a higher decoding error rate than LTE systems, but can support higher frequency utilization efficiency or more connectivity.
  • NOMA Non-Orthogonal Multiple Access
  • Equation 1 the signal of the k-th receiver is simply expressed by Equation 1 below.
  • h k denotes a channel from a transmitter to a k-th receiver
  • s k denotes a data symbol to a k-th receiver
  • n k denotes signal noise.
  • K is the number of multiple terminals allocated to the same time-frequency resource.
  • Equation 2 The second term of the third equation of Equation 1 ) Denotes a multi-user interference signal (MUI) by data symbols to other receivers. Therefore, simply expressing the transmission capacity by the received signal is represented by the following equation (2).
  • MUI multi-user interference signal
  • Equation 2 As K increases in the transmission capacity in Equation 2, the number of R k added increases to increase C. However, as K increases, each R k may decrease due to an increase in MUI, resulting in a decrease in total transmission capacity C. According to the MUD technique, even if the data of each terminal can be demodulated while effectively reducing the MUI, the existence of the MUI essentially reduces the overall transmission capacity and requires a high complexity MUD. If MUI generation is minimized for data transmission of multiple terminals, higher transmission capacity can be expected. Or, if it is possible to quantitatively control the MUI generation for the data transmission of the multi-terminal, it is possible to plan higher transmission capacity by scheduling for data overlap of the multi-terminal.
  • the present invention proposes a non-orthogonal coded multiple access (NCMA) method for minimizing multi-terminal interference in a next-generation 5G system.
  • NCMA non-orthogonal coded multiple access
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an NCMA based downlink transmission / reception block diagram of a communication device
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an NCMA based uplink transmission / reception block diagram of a communication device.
  • NCMA non-orthogonal code multiple access scheme
  • 6 and 7 illustrate a downlink of an NCMA system for overlapping transmission using a UE-specific non-orthogonal code cover (NCC) when allocating multi-terminal information to the same time-frequency resource.
  • NCC UE-specific non-orthogonal code cover
  • the structure of an uplink transceiver is a transmitter / receiver (or a transmitter / receiver) allocates a UE-specific NCC to each UE using a predefined non-orthogonal codebook.
  • the codeword referred to in the present invention refers to a complex element vector selected (or assigned) by each terminal in order to perform non-orthogonal multiple access.
  • Codebook means a set of codewords used by each terminal to perform non-orthogonal multiple access.
  • the codebook mentioned above may exist in plural numbers.
  • UE-specific NCC UE specific NCC
  • the NCC or terminal-specific NCC
  • the non-orthogonal codebook is expressed as Equation 3 below.
  • c (j) is a codeword for the j-th terminal, and the codeword set for all K terminals becomes the codebook C.
  • c (j) to transmit data of the j-th terminal is defined as NCC.
  • the codebook may be represented by a vector length N of codewords and a number K of codewords.
  • N means spreading factor
  • K means superposition factor.
  • one codeword is used in one terminal for convenience of description, but a plurality of codewords are used by one terminal or one codeword is not excluded.
  • one or more codewords assigned to one terminal may hop a codeword by using another codeword in the same codebook or using another codeword in another codebook according to time or frequency of use. have.
  • UE-specific NCC (UE Specific NCC) allocation may be allocated in connection with the UE ID (UE ID) in the RRC Connection Process, Downlink Control Information (DCI) included in the downlink control channel (for example, PDCCH) It can also be assigned via format.
  • DCI Downlink Control Information
  • the UE may randomly select a non-orthogonal codeword or select a connection with a UE identifier.
  • the UE-specific NCC is not a method assigned by the base station, but is directly selected by the terminal, and thus there may be a collision of NCCs between multiple terminals.
  • the reception base station reduces the success rate of classification of a plurality of terminal information by MUD.
  • the UE-specific NCC may be defined by Grassmannian line packing, and the chordal distance formed by any two vectors in the same subspace is always the same. In other words, It can be obtained mathematically or algorithmically as a codebook that satisfies.
  • the UE-specific NCC has a property as shown in Equation 4 below.
  • Equation 4 Is the conjugate codeword of c (k) .
  • Equation 4 The properties of Equation 4 are as follows (1), (2), (3).
  • chordal distance between one codeword and another codeword in the same codebook is the same.
  • the transmitting end / receiving party (or the transmitting side / receiving side) promises a codebook having the above characteristics in advance and configures the terminal-specific NCC
  • the chordal distance by any two codewords It has a lower bound of. Therefore, the MUI for the multi-terminal data overlapping transmission is determined to be minimized by the lower bound.
  • the chordal distances for the two arbitrary codewords are always the same, statistical prediction of the MUI is possible according to the number of terminals.
  • the decoding error rate of the receiver is predictable based on the MUI value, so that the MCS level can be controlled based on the amount of interference for multi-terminal overlapping transmission.
  • K codewords are transmitted in the (N ⁇ 1) dimension
  • the receiver decodes its own codeword
  • 1 is decoded from its own codeword
  • ⁇ N from other K-1 codewords.
  • the amount of statistical interference of K (K-1) remains. This number depends on the degree of optimization of the codebook design.
  • the number of overlapping terminals (K) or the number of used resources (N) is determined according to the required SINR or target QoS of the communication system. You can change it to control the MUI value.
  • Non-orthogonal codebook in the form of 3GPP TS 36.211 is shown in the following Table 1 and Table 2, it can be used as a UE-specific NCC (UE specific NCC).
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a frequency axis of data transmission by a terminal-specific NCC.
  • FIG. 8 illustrates a concept of transmitting a k-th terminal data on a frequency axis through a terminal-specific NCC at a transmitting end (or transmitting side).
  • the codeword corresponding to the k-th terminal is multiplied by the data for the k-th terminal and transmitted.
  • one data symbol s k corresponds to a codeword vector c (k) having a (N ⁇ 1) dimension.
  • N elements of the codeword correspond to N subcarriers.
  • NCMA 9 is a diagram illustrating a basic transmission and reception structure diagram of the NCMA system.
  • FIG. 9 is a basic transmission and reception structure diagram of an NCMA system using a UE-specific NCC.
  • the data symbol for each terminal at the transmitting end is converted into a terminal-specific NCC corresponding to each terminal and overlapped.
  • the overlapped N-length frequency axis signal is converted into a time axis signal through N-IFFT to perform OFDM transmission, and the receiver is reconstructed into a frequency axis signal through N-FFT.
  • the recovered frequency axis signal decodes each terminal data symbol with a conjugate codeword of a terminal-specific NCC corresponding to each terminal.
  • the decoded s k may include an MUI according to the number of overlapping terminals, and accurate s k decoding is possible through a MUD method.
  • the length of the frequency axis signal converted according to the terminal-specific NCC previously defined may be shorter than N.
  • N the length of the frequency axis signal converted according to the terminal-specific NCC previously defined
  • Equation 5 a detection equation for data decoding at the k-th terminal receiving end is expressed as Equation 5 below.
  • H k denotes an (N ⁇ N) channel matrix from a k th transmitter to a receiver and includes frequency axis channel coefficients in a diagonal matrix.
  • c (k) is a (N ⁇ 1) terminal-specific NCC vector from the k th transmitter to the receiver, s k is a data symbol from the k th receiver, and n is a (N ⁇ 1) signal noise vector.
  • K is the number of multiple terminals allocated to the same time-frequency resource.
  • Equation 5 only desired codewords signals and noise remain through channel compensation, and are detected as in Equation 6 through a conjugate codeword of a terminal-specific NCC of a receiver.
  • Equation 6 the second item of the last row represents the MUI, and can be removed or reduced through the MUD method.
  • Equation 7 the detection equation for data decoding at the receiving end of the base station is expressed by Equation 7 below.
  • Equation 8 The second term of the third equation of Equation 7 represents a multi-terminal interference signal MUI by data symbols to other receivers.
  • the detection equation of the receiving end for data decoding of the k-th terminal is expressed by Equation 8 below.
  • Equation 9 the second item of the last row represents the MUI, and can be removed or reduced through the MUD method.
  • the change in the frequency axis channel of the MUI results in a change in the MUD by the UE-specific NCC.
  • the number of transmitting and receiving antennas has been described as a single piece, but it is obvious that the same method may be applied to an environment using multiple antennas.
  • This specification proposes a technique for a partially overlapping reference signal of a non-orthogonal multiple access scheme (NOMA) for supporting mass connectivity.
  • NOMA non-orthogonal multiple access scheme
  • FIG. 10 illustrates a frame structure for uplink support in a long term evolution (LTE) / LTE-Advanced (LTE-A) system.
  • LTE long term evolution
  • LTE-A LTE-Advanced
  • the data symbol may be configured as a Physical Uplink Shared Channel (PUSCH) or a Physical Uplink Control Channel (PUCCH), and the reference symbol (reference symbol) may be configured as a DMRS.
  • the frame structure of FIG. 10 may vary according to an environment of a wireless communication system, that is, a subframe structure, a slot length, and a number of symbols in slots may vary.
  • such a frame structure is an ad-hoc network such as a device to device (D2D) terminal or a vehicular to everything (V2X) that performs direct communication between terminals, and a cellular-based scheme such as LTE-A and machine type communication (MTC).
  • D2D device to device
  • V2X vehicular to everything
  • MTC machine type communication
  • time-frequency resources may be allocated to a user equipment, and data symbols and reference symbols may be differently used by using orthogonal resources. Therefore, signals of each terminal can be demodulated without interference from other terminals.
  • FIG. 11 illustrates a frame structure for a non-orthogonal multiple access scheme based multi-user data overlapping transmission scheme.
  • the frame structure of FIG. 11 is the same as that of the frame structure of FIG. 10, but a plurality of terminals (or users) share the same frequency resources, thereby allocating non-orthogonal time-frequency resources to the terminals (or users). For example, as shown in FIG. 11, in UE 1, UE K uses the same frequency resource subcarrier 1, so that data symbols and reference symbols overlap.
  • the reference symbol uses the auto-correlation and cross-correlation properties of the sequence for channel coefficient estimation. If there is a low cross-correlation between multiple sequences, the receiving end can distinguish overlapping reference symbols of multiple terminals. For example, each terminal configures a reference symbol and superimposes it on the basis of a Zadoff-Chu sequence, which is one of the CAZAC sequences. Depending on the configuration of the sequence, it is possible to fully demodulate overlapping reference symbols of a plurality of terminals or to demodulate with only very low interference.
  • FIG. 12 is an exemplary diagram for describing interpolation methods for channel estimation.
  • the demodulated reference symbol may perform channel estimation using an interpolation scheme as shown in FIG. 12.
  • Interpolation may be set differently according to a system environment or coherence time, and may be variously set by a frame structure formed by a normal CP and extended CP.
  • the data symbol may perform multiuser detection (MUD) through a receiver supporting NOMA based on channel estimation by a reference symbol.
  • MUD multiuser detection
  • ML Maximum Likelihood
  • MAP Maximum joint A posteriori Probability
  • CWIC Codeword Interference Cancellation
  • MUST Multiuser Superposition Transmission
  • MPA Massage Passing Algorithm
  • SCMA Sparse Code Multiple Access
  • PIC Interleave Parallel Interference Cancellation
  • IDMA Interleave Parallel Interference Cancellation
  • the MUD scheme of the data symbol may be variously defined according to a non-orthogonal multiple access transmission / reception design scheme.
  • the non-orthogonal multiple access scheme transmits signals of multiple terminals over the same time-frequency resource, it has a higher decoding error rate than LTE system, but can support higher frequency utilization efficiency or more connectivity.
  • the non-orthogonal multiple access scheme it is possible to achieve higher frequency utilization efficiency or more connectivity while maintaining the decoding error rate through code rate control, depending on the system environment.
  • the present invention proposes a terminal grouping method and a reference signal hopping method of a non-orthogonal multiple access system for supporting massive connectivity.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a frame structure of a reference signal hopping based NOMA group.
  • FIG. 13 shows a frame structure of groups of non-orthogonal multiple access terminals sharing one frequency resource (the UE group is arbitrarily determined, and the UE grouping scheme is described in detail in the second embodiment).
  • each group uses all the maximum number of reference symbols, and as shown in FIG. 13, the reference symbols of each group are avoided so as not to overlap with the reference symbols of other groups.
  • the 3GPP LTE is described as an example, and the maximum number of terminal groups is supported in the normal CP frame structure of FIG. 13 and up to five in the extended CP frame structure.
  • the number of groups to be used may vary according to a system environment or a QoS constraint.
  • the maximum number of terminals that can be supported in one group is equal to the maximum number of sequence-based reference signals.
  • the number of terminals in the same group may vary according to a system environment or QoS constraint.
  • the terminals in the same group may be applied to different codes or transmission power so that the base station can distinguish the terminals in the same group.
  • the base station can decode the terminal in a state of minimizing interference between multiple terminals. Since the maximum number of overlaps through the above-described NOMA scheme is larger than the maximum number of reference symbols, it is possible to support the NOMA service over multiple groups.
  • group 1 is a multi-terminal group that performs the NOMA of FIG. 11 and includes K 1 persons.
  • K 1 is increased reducing the MUD performance for group 1
  • the MUD performance for group 1 is increased the more K 1 is reduced.
  • MUD performance is increased because there is no interference to other groups, and MUD performance decreases as the number of groups serviced increases.
  • reference symbols of group 1 can be demodulated without interference to other groups, and reference symbols of group 2 are demodulated with interference by data symbols of group 1. Should be done. That is, the reference symbols of the lower group do not interfere with the symbols of the lower group, and the reference symbols of the lower group do not interfere with the symbols of the upper group.
  • the received signal for the symbols in one slot of FIG. 13 is represented by Equation 10 below.
  • y (m) represents the received signal of the m th symbol in one slot, and the channel from the k th terminal of the g th group And data symbols , Reference symbol P k , and reception noise n m .
  • G is the total number of groups, K g represents the total number of terminals in the g-th group. Since the reference symbols P k used in each group do not overlap in a reference signal avoidance (or hopping) manner, the same sequence may be used.
  • the fourth symbol y (4) is composed of reference symbols from the first group terminals. Since the reference symbol of each terminal uses a sequence in which Cross Correlation is set to 0 or as low as possible, channel estimation may be performed by performing auto-correlation with its own sequence. At this time, the maximum number of K 1 is equal to the maximum number of P k . Based on the estimated channel information, data symbols from the first group terminals of y (3) can be detected. At this time, the MUD method may vary according to the NOMA method used.
  • Equation 11 Is a channel compensation term for multiple terminals of group 1.
  • Equation 2 may be changed.
  • the second item on the right side represents interference by reference symbols from the second group users, and the third item is the changed noise value.
  • the third symbol y (3) is composed of data symbols from the first group terminals and reference symbols from the second group terminals (see Equation 12 below). Therefore, if the data symbols from the first group of UEs are demodulated, channel estimation may be performed by removing interference with reference symbols of the second group.
  • data symbols from the first group terminals are demodulated in the state of receiving interference with reference symbols of the second group, there may be an error in demodulation. Accordingly, data symbols from the first group terminals may be detected repeatedly by reflecting channel estimation through the second group of reference symbols. This may be expressed as in Equation 13.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a procedure for iterative multi-group detection.
  • the MUD scheme of each group may be variously defined through a receiver supporting NOMA.
  • NOMA Maximum Likelihood
  • MAP Maximum Likelihood
  • CWIC Codeword Interference Cancellation
  • MUST Multiuser Superposition Transmission
  • MPA Massage Passing Algorithm
  • SCMA Sparse Code Multiple Access
  • PIC Interleave Parallel Interference Cancellation
  • IDMA Division Multiple Access
  • the MUD scheme of the data symbol may be variously defined according to a non-orthogonal multiple access transmission / reception design scheme.
  • the reference signal hopping pattern is illustrated as follows.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a reference signal hopping pattern based on a normal CP frame structure.
  • Group 1 of FIG. 15 is capable of Block, Linear, and Non-linear Interpolation of FIG. 12 according to a system environment.
  • the position of the reference signal is not located at the center of the slot and is separated from the data symbol, thereby degrading the performance of Block Interpolation.
  • the UE can prevent deterioration of channel estimation performance by performing block interpolation on three left and right symbols based on the reference symbol. In this case, the channel estimation is performed beyond the slot boundary for channel estimation.
  • group 4 of the reference signal hopping pattern 0 shown in FIG. 15A the first three symbols (reference slots) are referenced based on the reference symbol.
  • Block Interpolation is performed on the first symbol of and the sixth and seventh symbols of the previous slot).
  • group 5 performs block interpolation on the second two symbols (the seventh symbol of the reference slot and the first symbol of the next slot) based on the reference symbol.
  • channel estimation performance can be improved through linear interpolation and non-linear interpolation.
  • Embodiment 1 is an example of a reference signal hopping pattern, and does not overlap reference symbols in different ways, and corresponds to other patterns that use the maximum number of reference symbols in each group.
  • Embodiment 2 Reference Signal Hopping Based on Extended CP Frame Structure pattern
  • FIG. 16 illustrates an example of an extended CP frame structure based RS signal hopping pattern.
  • FIG. 16 two subframes are illustrated to illustrate a reference signal hopping pattern.
  • Groups 1 and 2 of FIG. 16 are capable of Block, Linear, and Non-linear Interpolation of FIG. 12 according to a system environment.
  • the position of the reference signal is not located at the center of the slot and is separated from the data symbol, thereby degrading the performance of Block Interpolation. Accordingly, deterioration of channel estimation performance can be prevented by performing block interpolation on two symbols to the left and three symbols to the right of the reference symbol. At this time, channel estimation is performed beyond the slot boundary for channel estimation.
  • group 3 of reference signal hopping pattern 0 shown in (a) of FIG. 16 three symbols (the sixth symbol of the reference slot and the first and second symbols of the next slot) are referred to based on the reference symbol.
  • Block Interpolation is performed.
  • group 4 performs block interpolation on the first two symbols (the first symbol of the reference slot and the sixth symbol of the previous slot) based on the reference symbol.
  • the present invention can be applied to other groups and groups of the reference signal hopping pattern 1 shown in FIG. 16B.
  • channel estimation performance can be improved through linear interpolation and non-linear interpolation.
  • the second embodiment is an example of a reference signal hopping pattern, and does not overlap reference symbols in different ways, and corresponds to other patterns that use the maximum number of reference symbols in each group.
  • a terminal grouping method of a non-orthogonal multiple access method for performing the reference signal hopping method presented in the reference signal hopping method for mass connectivity described above is provided.
  • the reference signal hopping method for mass connectivity the reference signal hopping method according to UE groups has a difference in demodulation performance between groups. Since the reference signal of group 1 can be received without interference, channel estimation performance can be guaranteed, and due to the differential interference amount of each data symbol, better reception performance can be expected. For example, in FIG. 13, the third symbol of the group 1 has only interference from the reference symbol of the group 2, and the reference symbol is information known in advance, and has excellent interference cancellation performance.
  • the demodulation performance of the upper group (for example, group 1 is the highest group) is excellent, and data transmission can be performed at a higher modulation and coding scheme (MCS) level, and even if the same resource is allocated, a higher data rate You can expect a Data Rate.
  • MCS modulation and coding scheme
  • the reception demodulation performance of the lower group (for example, group 5 is the lowest group) is low, and data transmission must be performed at a low MCS level.
  • the upper group may transmit more data symbols
  • the lower group should transmit fewer data symbols than the upper group due to the use of a null symbol for detecting the reference symbol of the upper group. Accordingly, terminal scheduling and terminal grouping are necessary considering the MCS level between groups and the data rate that can be provided.
  • the base station may allocate a terminal having a large amount of transmission traffic to an upper group and a terminal having a small amount of transmission traffic to a lower group based on a scheduling request (SR) of the terminal and a required data rate.
  • SR scheduling request
  • the amount of transmission traffic is transmitted to the base station by the terminal included in the buffer state report (Buffer State Report, BSR) through a data channel (for example, physical uplink shared channel (PUSCH)) to the base station to recognize the amount of traffic.
  • BSR buffer State Report
  • the BSR can be sent as Regular BSR, Periodic BSR or Padding BSR.
  • the base station may be set to a group of terminals having a similar timing distance according to the timing distance of the terminal.
  • the timing distance may be determined not only by the physical distance but also by the propagation delay due to the multipath of the terminal or the system environment. In this case, a data group may be guaranteed by allocating a terminal group having a remote timing distance to an upper group.
  • the base station may group the terminals based on the fairness index of the terminal. Users with low fairness index of the terminal may be allocated to higher groups to ensure fairness.
  • the fairness index may be determined based on existing proportional fairness and may be defined through other fairness indexes. For example, various indices such as Jain's Fairness Index and Max-min Fairness can be used.
  • 17 is a diagram exemplarily illustrating a procedure for a massive sporadic packet service.
  • the UE may transmit its uplink traffic transmission request to the base station eNB through a scheduling request (SR) signal (S1710).
  • the base station may perform scheduling based on the group grouping method (for example, group grouping methods 1, 2, and 3) described above based on the channel environment of the terminal and the state of the other terminal (S1720).
  • the base station performs terminal grouping based on at least one of the group grouping methods (for example, group grouping methods 1, 2, and 3) described above (S1730).
  • the group index and the non-orthogonal multiplex through an uplink scheduling grant eg, UL Grant
  • the control channel eg, Physical Downlink Control CHannel, PDCCH
  • Control information for access for example, power allocation information for MUST or codebook index for SCMA, interleaver index for IDMA, etc.
  • MCS level etc.
  • the reference signal hopping pattern may be previously defined as cell-specific, or the base station may inform the terminal of the reference signal hopping pattern index by including the UL grant.
  • the MCS level may be defined in group units or may be determined to be user-specific.
  • the terminal may transmit the uplink data to the base station by mapping the data symbol and the reference symbol to the resource based on the group index and the resource allocation information included in the UL grant (S1750 and S1760).
  • the base station performs repetitive demodulation for the multi-group, and performs MUD within the demodulation of each group to demodulate the signal of the multi-group multi terminal (S1770).
  • the base station transmits an ACK or NACK feedback signal to the terminal based on the demodulated signal (S1780).
  • a non-orthogonal multi-group multiple access scheme capable of demodulation while supporting at least the maximum number of sequence-based reference symbols may be performed.
  • a transmitting subject is described as a terminal and a receiving subject as a base station based on uplink, it is apparent that the present invention can be applied to the arrangement of a downlink data channel (Physical Downlink Shared CHannel, PDSCH) and cell-specific RS.
  • PDSCH Physical Downlink Shared CHannel
  • FIG. 18 shows an example of a self-contained subframe structure according to an embodiment of the present specification.
  • the low latency requirement of the next generation wireless communication system is expected to suggest a data transmission delay of 1ms.
  • a structure of a self-contained subframe in which a downlink control channel and an uplink control channel always exist in a single subframe has been proposed.
  • the structure of the self-contained subframe is characterized by time division of the control channel and the data channel.
  • a DL control channel 1810 through which DL control information, DL synchronization signals, system information, etc.
  • a UL control channel 1840 through which a signal and the like can be transmitted and a guard period 1830 between the data channel and the UL control channel may be arranged in a TDM manner.
  • the reference signal RS may be included in the DL control channel 1810 and transmitted as shown in the left side of FIG. 18, or may be transmitted in the most advanced symbol except for the control channel as shown in the right side of FIG. 18.
  • the present invention proposes a technique for partially overlapping a reference signal suitable for a self-contained subframe.
  • a scheme for partial superposition of reference signals considering contention-based multiple access.
  • the partial superposition scheme is not limited to the time domain of the conventional scheme, but is proposed for the frequency, time, code, and constellation regions.
  • NCMA non-orthogonal coded multiple access
  • Substitution with other NOMA techniques can be understood as a simple change in nesting scheme.
  • a multi-user overlapping method to which various NOMA techniques are applied will be described.
  • a pattern of reference signals and data of a POMA is proposed based on reference signals of self-contained subframes.
  • the position of the reference signal is determined by the symbol of the forefront of the data zone or control zone. It is advantageous to locate at. Accordingly, the uplink reference signal pattern in the existing LTE to which the POMA scheme is applied may be changed as shown in FIG. 19.
  • FIG. 19 illustrates an example of a self-contained subframe structure based reference signal and data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • the reference signal RS of UE1 (or Group 1) can be received without interference, and after performing channel estimation based on this, data decoding is performed.
  • the first symbol of the self-contained subframe for UE2 nulls to reduce the influence of interference on the reference signal of UE1.
  • Known sequence based on the decoded data of UE1 (or Group 1) detecting (or decoding) with the decoded data of UE1 (or Group 1) removed from the reference signal of UE2 (or Group 2).
  • the data of UE2 (or Group 2) is decoded based on the decoded data of UE1 (or Group 1) and the channel estimation through the reference signal of UE2 (or Group 2).
  • the first and second symbols of the self-contained subframe for UE3 are nulled to reduce the influence of interference on the reference signals of UE1 and UE2.
  • iterative detection may be performed for the entire UE class or the user group.
  • the reference signal of the UE or user group which is first decoded in the MUD scheme such as MMSE-IRC or SIC, is not interfered, and thus the decoding rate may be increased when performing sequential MUD.
  • the transmission data sizes of all UEs (or user groups) are the same, and in this case, UE1 may transmit at a lower code rate than UE2 and UE3. If the transmission data sizes of all UEs (or user groups) are different, the code rates of UE1, UE2, and UE3 may be the same or different.
  • contention-based transmission if a hierarchical structure is not provided within the same unit, it may be represented as shown in FIG.
  • FIG. 20 shows another example of a self-contained subframe structure based reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • a resource used for multiple overlapping of UE1, UE2, and UE3 has an allocation pattern of reference signals and data beyond a subframe unit (2010), or an allocation pattern of reference signals and data within a subframe. Two cases with 2020 are shown.
  • the first symbol of the self-contained subframe for UE2 may be nulled to reduce the influence of interference on the reference signal of UE1. and first and second symbols of the self-contained subframe for UE3 are nulled to reduce the effects of interference on the reference signals of UE1 and UE2.
  • the subframe unit since the subframe unit is exceeded, all UEs may transmit data having the same size.
  • the last two symbols of the self-contained subframe for UE1 are nulled.
  • the last symbol of the self-contained subframe for UE 2 is also nulled.
  • the first symbol of the self-contained subframe for UE2 is nulled to reduce the effect of interference on the reference signal of UE1
  • the first and second symbols of the self-contained subframe for UE3 are UE1, It is nulled to reduce the influence of interference on the UE 2 reference signal.
  • FIG. 20 operates in the same manner as slotted ALOHA, which divides a channel by time zone and reduces a collision risk, and a receiving end (base station) can sequentially decode data based on detection (or decoding) of a first UE (or user group).
  • a symbol offset is shown in a subframe
  • the reliability of the reference signal is hierarchically provided through a slot offset or a subframe offset.
  • multiple user nesting is possible.
  • the operation is represented by a symbol offset exceeding one subframe unit, but includes a case in which all reference signals and data overlap in one subframe. That is, UE 1 to UE 3 of FIG. 20 exist in one subframe.
  • UE 1 to UE 3 may be represented as a single user, but may be replaced with UE Group 1 to UE Group 3, and each of the UE Groups may represent a set of symbols superimposed in a multi-user superposition manner.
  • Density referred to in the present specification indicates the degree to which reference signals and data for each user occupy within the reference resource region. Therefore, it may be defined as a terminal specific (or user group specific) density pattern.
  • the definition of signaling for the UE specific (or user group specific) density pattern is as follows.
  • the index for the terminal specific (or user group specific) density pattern may be transmitted in association with other terminal specific information.
  • the terminal may be bound to an indicator index for a UE-specific codeword or spreading or interleaving pattern for the NOMA scheme. (For example, terminal specific NCC)
  • the index for the UE specific (or user group specific) density pattern may be predefined in the RRC connection step.
  • the index for the UE specific (or user group specific) density pattern may be indicated to the control channel according to generation of UL or DL data traffic. (For example, it is included in the DCI format of the PDCCH.)
  • the terminal may perform data transmission without transmitting an index for the terminal specific (or user group specific) density pattern.
  • an index for the terminal specific (or user group specific) density pattern may be arbitrarily selected by the user and transmitted to the receiver.
  • the receiver checks the pattern through blind detection by including information on the CRC check in the data to be transmitted.
  • the terminal specific (or user group specific) density pattern is the same for multiple users, but may have different reference areas.
  • the aforementioned slotted ALOHA operation can be performed.
  • the terminal specific (or user group specific) density pattern may be predefined and broadcast. (For example, it may be transmitted as MIB information or SIBx information.)
  • the reference unit is expressed as a subframe, but the reference unit of the degree of hierarchical overlap may vary as a symbol, a slot, a subframe, a frame, etc. in the time domain.
  • the reference region is described as the time domain in the above schemes, the reference region may vary with subcarriers, subbands, and bands in the frequency domain.
  • the users when multiple users overlap in the time / frequency domain, their sizes may be different according to users.
  • the user has a user specific resource region in the reference frequency band or time symbol.
  • the users may have different resource area sizes, and the location of the resource area may also be different. For example, it may be illustrated as shown in FIG. 21.
  • 21 illustrates an example of overlapping resources used by multiple users in a frequency band or symbol according to an embodiment of the present specification.
  • A, B, and C may be the same or different, and may be in the form of A ⁇ B ⁇ C. Depending on the manner of operation, the ordering of A, B, and C may be different.
  • UE 21 shows a form in which three users UE 1 to UE 3 are superimposed in one frequency band or time symbol.
  • UE 1 transmits data in the entire reference region at a code rate of A
  • UE 2 and UE 3 transmit data at a code rate of B in a portion of the reference region.
  • overlap for seven users UE 1 to UE 7 may be illustrated in the right view of FIG. 21.
  • the receiving end first decodes the data of the UE 1, and when performing decoding of the data of the UE 2 based on the decoded signal (known sequence) Interference cancellation can be performed as a sequence.
  • the decoding success rate can be increased.
  • the definition of signaling for the UE specific resource region is as follows.
  • the index for the terminal specific resource region may be transmitted in a tie with other terminal specific information.
  • the terminal may be bound to an indicator index for a UE-specific codeword or spreading or interleaving pattern for the NOMA scheme. (For example, terminal specific NCC)
  • the index for the UE specific resource region may be defined in advance in the RRC connection step.
  • the index for the UE specific resource region may be indicated to the control channel according to generation of UL or DL data traffic. (For example, it is included in the DCI format of the PDCCH.)
  • Data transmission can be performed without transmitting an index for the UE-specific resource region.
  • the index for the terminal specific resource region may be arbitrarily selected by the user and transmitted to the receiver.
  • the receiver checks the resource region through blind detection by including information on the CRC check in the data to be transmitted.
  • the degree of overlap of the UE may be different.
  • only UE 1 and UE 2 may overlap (when there is no UE 3).
  • the degree of interference due to the overlap of UE 2 is not changed, but in the case of UE 1, the interference success rate of UE 1 increases because there is interference from UE 2 but there is no interference from UE 3. Therefore, by decoding UE 1 first and then decoding UE 2, it is possible to increase the decoding success rate of all superimposed user data.
  • the decoding order may be determined through the overlapping degree in the right view of FIG. 21. It is possible to decode data of users having a small overlapping degree and to sequentially remove interference by canceling the decoded data.
  • the power of the UE may be different.
  • the power per frequency tone (or subcarrier) (or power per time symbol) of UEs 2 and 3 in the left view of FIG. 21 may be greater than the power per frequency tone (or power per time symbol) of UE 1.
  • SIR signal to interference ratio
  • decoding of UE 2 or 3 is performed first, and interference cancellation is performed when decoding UE 1 based on the decoded data.
  • the above scheme may operate in the reverse decoding order when more power is allocated to UE 1 and less power is allocated to UEs 2 and 3.
  • the above scheme can be achieved in the same manner through differential power allocation, even when the degree of overlap is high, as in the right side of FIG. 21.
  • UE x is represented as a single user, but may be replaced by UE Group x, and each of the UE Groups may represent a set of symbols superimposed in a multi-user overlapping manner.
  • NOMA techniques 1. and 2. can be combined to simultaneously control the control of the overlap density and the control of the UE-specific resource region.
  • the puncturing rate of user 1 may be controlled.
  • user 1 may have a wider resource area. For example, when three users overlap, it may be illustrated as shown in FIGS. 22 to 24.
  • FIG. 22 illustrates an example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 22 illustrates both a pattern of reference signals and data to which a partially overlapping NOMA (POMA) scheme is applied, and a form in which multiple users overlap in frequency bands or time symbols.
  • UE 1 is allocated patterns R1 and D1 in all bands or all symbols
  • UE 2 and UE 3 are assigned patterns R2, D2 / R3 and D3 in sections that are half of all bands or half of all symbols, respectively. do.
  • the receiving end decodes data of UE 1 first, and performs decoding of data of UE 2 and UE 3 by canceling the decoded data.
  • Phosphorous interference cancellation may be performed.
  • FIG. 23 illustrates another example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 23 illustrates a pattern of reference signals and data to which a partially overlapping NOMA (POMA) scheme is applied, and a form in which multiple users overlap in frequency bands or time symbols.
  • UE 1 is allocated patterns R1 and D1 in all bands or all symbols
  • UE 2 and UE 3 are assigned patterns R2, D2 / R3 and D3 in sections that are half of all bands or half of all symbols, respectively. do.
  • the receiving end uses puncturing to decode data of UE1. That is, the UE 1 punctures a part of the UE without using the entire band or the entire symbol to transmit the reference signal or data, so that interference does not occur when the receiving end decodes the data of the UE 2 and the UE 3.
  • ML symbol-level maximum likelihood
  • FIG. 24 illustrates another example of controlling a UE specific resource region in consideration of a reference signal pattern and a data pattern according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 24 illustrates both a pattern of reference signals and data to which a partially overlapping NOMA (POMA) scheme is applied, and a form in which multiple users overlap in frequency bands or time symbols.
  • UE 1 is allocated patterns R1 and D1 in all bands or all symbols
  • UE 2 and UE 3 are assigned patterns R2, D2 / R3 and D3 in sections that are half of all bands or half of all symbols, respectively. do.
  • the receiving end uses puncturing to decode data of UE1.
  • UE 1 tries to balance reliability with UE 2 by puncturing a part of the UE without using the entire band or the entire symbol to transmit the reference signal or data. Since UE 1 does not puncture resources overlapping with UE 3, UE 3 has interference and reliability will be lower than that of UE 1 and UE 2.
  • the receiving end decodes data of UE 1 and UE 2 in parallel. After the data of UE 1 and UE 2 are decoded, data of UE 3 having the lowest reliability may be detected by performing SIC.
  • the control of puncturing rate in the DL should be based on UE capability reporting of next generation receiver type. For example, if UE 3 may perform SIC but UE 2 does not perform SIC, a sub-region based on non-uniform puncturing of UE 1 in FIG. 24 may be useful.
  • CC-NCMA Constellation and / or coding rate control NCMA
  • This embodiment proposes a multi-user superposition scheme in which the degree of modulation or code rate varies depending on resources.
  • the same resource region is provided through a user specific modulation pattern, but the same data rate is provided, but a modulation order is modified. It is assumed that data of multiple users are overlapped in the same resource area through the NOMA technique (for example, NCMA). In this case, data is transmitted in a hierarchical modulation order for each resource element based on the UE-specific modulation pattern. For example, it can be transmitted in the same manner as in FIG. 25.
  • NOMA for example, NCMA
  • FIG. 25 illustrates an example in which a modulation order is changed through a UE specific modulation pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • the conventional scheme 2500 transmits 2 bits of data through QPSK for each of the leftmost four resource elements.
  • different modulation orders are used for each resource element as in the configuration of UE 1 to UE 6 of FIG. 25.
  • UE 1 transmits 2 bits of data using QPSK on the first resource element, but transmits 1 bit of data to BPSK on the second resource element.
  • the third resource element is BPSK and the fourth resource element is 16QAM, which allows 1bit and 4bits of data transmission, respectively.
  • the modulation order pattern may be defined as a terminal specific modulation pattern.
  • Var (I) denotes an interference power variance of MUI
  • E (I) denotes an expected interference power of MUI. If a plurality of users are overlapped and transmitted based on the NOMA, there may be a change in the expected value and the change value of power for the MUI value of each resource element according to the difference of the UE-specific modulation order.
  • the E (I) value from UE1 to UE2 may be fixed to 1, but the Var (I) value may be fixed. 0.32.
  • Var (I) E (I) ⁇ 2-E (I ⁇ 2), where I is modulated according to information bits and there is a difference in the power of constellations.
  • the E (I) value between UE3 and UE4 may be fixed to 1, and the Var (I) value may be zero.
  • the E (I) value from UE3 to UE4 is 0 and the Var (I) value is 0.
  • the E (I) value from UE5 to UE6 may be fixed to 1.
  • the Var (I) value can be 0.38.
  • the expected value and the change value of the interference can be changed for each UE pair according to the UE-specific modulation pattern of each user, so that interleaved and coded bit streams can be modulated to obtain the diversity in terms of interference.
  • the degree of interference for each user is different depending on the constellation of the modulation formed by the coded bit.
  • the interleaver for the interleaved and coded bit streams mentioned above may vary depending on the user. Accordingly, the degree of interference may appear in various patterns with respect to the information bits by the terminal specific interleaver. In this manner, the MUD performance of the receiver can be increased through interference distribution for multi-user overlapping transmissions.
  • the average power of the transmission frequency tones may be the same regardless of the constellation according to each modulation pattern.
  • the average power of constellations according to each modulation pattern may be different.
  • the power per frequency tone (or power per symbol) of QPSK may be less than the power per frequency tone (or power per symbol) of 16QAM.
  • the average constellation power of 16QAM is twice as large as the average constellation power of QPSK.
  • the SIR of the UE 2 and 3 is larger than the SIR of the UE 1, decoding of the UE 2 or 3 is performed first, and interference cancellation is performed when decoding the UE 1 based on the decoded data.
  • the above scheme may operate in the reverse decoding order when more power is allocated to UE 1 and less power is allocated to UEs 2 and 3.
  • the above scheme can be achieved in the same manner through differential power allocation, even when the degree of overlap is high, as in the right side of FIG. 21.
  • Table 3 shows the modulation pattern of FIG. 25 as a table.
  • 'X' means that modulation symbols are not transmitted. That is, a null symbol is transmitted to eliminate interference.
  • the definition of signaling for the UE specific modulation pattern is as follows.
  • the index for the UE specific modulation pattern may be transmitted in a tie with other UE specific information.
  • the terminal may be bound to an indicator index for a UE-specific codeword or spreading or interleaving pattern for the NOMA scheme. (For example, terminal specific NCC)
  • the index for the UE specific modulation pattern may be defined in advance in the RRC connection step.
  • the index for the UE specific modulation pattern may be indicated to the control channel according to generation of UL or DL data traffic. (For example, it is included in the DCI format of the PDCCH.)
  • Data transmission can be performed without transmitting an index for the UE-specific modulation pattern.
  • the index for the UE-specific modulation pattern may be arbitrarily selected by the user and transmitted to the receiver.
  • the receiver checks the pattern through blind detection by including information on the CRC check in the data to be transmitted.
  • the transceiver structure considering the terminal specific modulation order may be represented as shown in FIG. 26.
  • FIG. 26 illustrates an example of a structure of a transceiver considering a UE specific modulation pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • a UE may modulate an information bit using a UE specific modulation order according to a UE specific modulation pattern.
  • the receiving end illustrates performing a single detection in the MUD, but iterative cancellation (e.g., PIC, SIC, etc.) or ML approaches (e.g., MAP, MPA, etc.) may be used.
  • MUD may be performed based on UE specific modulation pattern information according to a algorithm.
  • a resource element exemplifies a resource element
  • the same may be applied to a resource block unit, a bandwidth unit, a symbol unit, a spatial resource unit, and the like.
  • the transmission bits / User is fixed, but the transmission bits / User are not fixed, and the transmission bits / Users of the plurality of users are also different. If the transmission bits / User is different, the modulation pattern is also different, so that different transmission patterns / transmission bits / User can be used.
  • UE x is represented as a single user, but may be replaced by UE Group x, and each of the UE Groups may represent a set of symbols superimposed in a multi-user overlapping manner.
  • the same resource region is provided through a user specific coding rate pattern, but the same transmission rate is provided, but a scheme in which the code rate is changed is proposed. It is assumed that data of multiple users are overlapped in the same resource area through the NOMA technique (for example, NCMA). At this time, data is transmitted at a hierarchical coding rate for each resource element based on the UE-specific code rate pattern.
  • the terminal specific code rate pattern may be applied as shown in FIG. 27 similarly to the description of the terminal specific modulation order of embodiment 3.1.
  • FIG. 27 shows an example in which a code rate is changed through a terminal specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • the existing scheme 2700 transmits an information bit stream of 8 bits in a coded bit stream of 24 bits for the same leftmost code rate.
  • different code rates are used for some sections of the information bit stream as in the configuration of UE 1 to UE 2 of FIG.
  • Cr means a code rate.
  • the UE may obtain different coding gains for each interval of information bits. Then, diversity can be obtained in terms of interference by a UE specific bit interleaver. That is, the degree of interference for each user is different depending on the coded bits.
  • the above-described interleaver may vary depending on the user. Accordingly, the degree of interference may appear in various patterns with respect to the information bits by the terminal specific interleaver. In this manner, the MUD performance of the receiver can be increased through interference distribution for multi-user overlapping transmissions.
  • Table 4 shows the modulation pattern of FIG. 26 as a table.
  • the block may be performed in a unit (for example, one block) rather than a segment block, or may be composed of only a repetition of a bit domain and an interleaver.
  • Block 1 Block 2
  • Block 3 Block 4
  • 1/3 3 One 1/4 1/3 1/4 4 1/4 1/2 1/4 1/2 1/4 1/2 ... ... ... ... ... ... ...
  • the definition of signaling for the UE specific code rate pattern is as follows.
  • the index for the UE specific code rate pattern may be transmitted in a tie with other UE specific information.
  • the terminal may be bound to an indicator index for a UE-specific codeword or spreading or interleaving pattern for the NOMA scheme. (For example, terminal specific NCC)
  • the index for the UE specific code rate pattern may be defined in advance in the RRC connection step.
  • the index for the UE specific code rate pattern may be indicated to the control channel according to generation of UL or DL data traffic. (For example, it is included in the DCI format of the PDCCH.)
  • Data transmission can be performed without transmitting an index for the UE-specific code rate pattern.
  • the index for the terminal specific code rate pattern may be arbitrarily selected by the user and transmitted to the receiving end.
  • the receiver checks the pattern through blind detection by including information on the CRC check in the data to be transmitted.
  • the transceiver structure considering the terminal specific code rate order may be represented as shown in FIG. 28.
  • FIG. 28 illustrates an example of a structure of a transceiver considering a UE specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • UEs may encode information bits using a UE-specific code rate order according to a UE-specific code rate pattern.
  • the receiving end illustrates performing a single detection in the MUD, but iterative cancellation (e.g., PIC, SIC, etc.) or ML approaches (e.g., MAP, MPA, etc.) may be used.
  • MUD may be performed based on UE specific code rate pattern information according to a algorithm.
  • a resource element exemplifies a resource element
  • the same may be applied to a resource block unit, a bandwidth unit, a symbol unit, a spatial resource unit, and the like.
  • the transmission bits / User is fixed, but the transmission bits / User are not fixed, and the transmission bits / Users of the plurality of users are also different. If the transmission bits / User is changed, the code rate pattern is also different, and thus different transmission bits / User can be used.
  • UE x is represented as a single user, but may be replaced by UE Group x, and each of the UE Groups may represent a set of symbols superimposed in a multi-user overlapping manner.
  • the UE-specific modulation pattern and the UE-specific code rate pattern can be used simultaneously.
  • the transceiver structure considering the terminal specific modulation order and the terminal specific code rate order may be represented as shown in FIG. 29.
  • 29 illustrates an example of a structure of a transceiver in consideration of a UE specific modulation pattern and a UE specific code rate pattern for a NOMA scheme according to an embodiment of the present specification.
  • UEs may encode information bits using a UE-specific code rate order according to a UE-specific code rate pattern.
  • the encoded bits may be modulated using a terminal specific modulation order according to the terminal specific modulation pattern.
  • the receiving end illustrates performing a single detection in the MUD, but iterative cancellation (e.g., PIC, SIC, etc.) or ML approaches (e.g., MAP, MPA, etc.) may be used.
  • MUD may be performed based on UE specific code rate pattern information according to a algorithm.
  • a resource element exemplifies a resource element
  • the same may be applied to a resource block unit, a bandwidth unit, a symbol unit, a spatial resource unit, and the like.
  • the above embodiment is illustrated in a state where the transmission bits / User is fixed, the transmission bits / Users are not fixed, and the transmission bits / Users of the multiple users may be different.
  • UE x is represented as a single user, but may be replaced by UE Group x, and each of the UE Groups may represent a set of symbols superimposed in a multi-user overlapping manner.
  • Embodiments 1, 2, and 3 operate independently, but may be combined in one system and used selectively or simultaneously. In addition, when the embodiments 1, 2, and 3 are combined, they may operate dependently within the MUD for optimizing the multi-user data separation performance.
  • Embodiments 1, 2, and 3 have been described in terms of UL, but may be equally applied to DL.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a procedure of transmitting contention-based data using a predefined modulation pattern or a predefined code rate pattern according to an embodiment of the present specification.
  • the terminal receives information on the modulation pattern (modulation pattern) predefined for the non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the information on the predefined modulation pattern includes a modulation pattern index.
  • the modulation pattern index indicates that a modulation order is specified for a terminal specific to each resource element in a resource used by multiple terminals.
  • modulation order is specified for each resource element for each terminal.
  • a modulation pattern for each resource element may vary for each modulation pattern index. However, even if the modulation pattern for each resource element is different, the data transmitted by the multiple terminals have the same data rate.
  • the modulation pattern index may further indicate that a specific resource element in a resource used by the multiple terminals overlaps the terminal specific nulling. That is, the fact that a specific resource element is nulled in the modulation pattern for each resource element used for each terminal means that a modulation symbol is not transmitted to a specific resource element and a null symbol is transmitted to eliminate interference between terminals. do.
  • the expected value of the power and the change value of the power for the multi-user interference (MUI) of each resource element may vary according to the modulation order (or modulation pattern) designated for each resource element.
  • the change in power for the MUI means that the amount of interference between terminals is not constant and may vary. When the amount of interference between terminals is greater than a specific value, it is possible to provide lower reliability, and when the amount of interference between terminals is smaller than a specific value, it is possible to provide higher reliability. As a result, by providing high reliability at a high modulation order, reliability of more information bits can be provided, thereby increasing reliability of the entire data.
  • step S3020 the terminal transmits data to the base station using the modulation order specified for each resource element based on the information on the predefined modulation pattern.
  • the terminal may transmit data in a hierarchical modulation order for each resource element in a resource overlapped by the multiple terminals.
  • the terminal may select a modulation pattern index for the terminal from the modulation pattern index.
  • the base station may define a modulation pattern index for the terminal in advance and inform it by RRC signaling.
  • the data may be modulated by a modulation order specified for each resource element indicated by a modulation pattern index for the terminal.
  • the modulation pattern index may be received through a control channel (eg, PDCCH).
  • the terminal may receive information about a coding rate pattern predefined for non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the information on the predefined code rate pattern may include a code rate pattern index.
  • the code rate pattern index may indicate that a code rate is specifically designated for each resource element in a resource used by multiple terminals.
  • the terminal may select a code rate pattern index for the terminal from the code rate pattern index.
  • the base station may define a code rate pattern index for the terminal in advance and inform it by RRC signaling.
  • the data may be encoded by a code rate specified for each resource element indicated by a code rate pattern index for the terminal.
  • the terminal may receive information about a codeword predefined for non-orthogonal multiple access from the base station.
  • the modulation pattern index may be designated according to the index of the predefined codeword.
  • the code rate pattern index may be designated according to the index of the predefined codeword. That is, the codeword index may be defined in advance by binding to a modulation pattern index or a code rate pattern index for each terminal. Accordingly, the base station may check a modulation pattern or a code rate pattern based on a codeword index when performing blind detection.
  • the information on the predefined modulation pattern, the information on the predetermined code rate pattern may be broadcast to all terminals in the cell in the form of a look up table (look up table).
  • the above-described terminal may be a single terminal or may be a terminal group including a plurality of terminals.
  • resources overlapped by multiple terminals may have a self-contained subframe structure.
  • the symbol for transmitting the reference signal for each terminal group may be allocated so as not to overlap each terminal group in the time domain.
  • the base station may set the terminal group from the highest group to the lowest group in consideration of the data rate required by each terminal, the scheduling fairness between each terminal, or the timing distance of each terminal.
  • the base station allocates a symbol for transmitting a reference signal in a specific time domain for a specific upper group, a null symbol may be allocated to a lower group than the specific upper group.
  • the base station can assign the largest number of data symbols to the highest group and the smallest number of data symbols to the lowest group.
  • FIG. 31 is a block diagram illustrating a device in which an embodiment of the present specification is implemented.
  • the wireless device 3100 may include a processor 3110, a memory 3120, and a radio frequency (RF) unit 3130.
  • the processor 3110 may be configured to implement the above-described functions, procedures, and methods. Layers of a radio interface protocol may be implemented in a processor. The processor 3110 may perform a procedure for driving the above-described operation.
  • the memory 3120 is operatively connected to the processor 3110, and the RF unit 3150 is operatively connected to the processor 3110.
  • the processor 3110 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, and / or a data processing device.
  • the memory 3120 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 3130 may include a baseband circuit for processing a radio signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 3120 and executed by the processor 3110.
  • the memory 3120 may be inside or outside the processor 3110 and may be connected to the processor 3110 through various well-known means.

Abstract

비직교 다중 접속 기법이 적용된 무선 통신 시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 기기가 제공된다. 구체적으로, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 수신한다. 기정의된 변조 패턴에 대한 정보는 변조 패턴 인덱스를 포함한다. 변조 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 변조 차수가 지정되는 것을 지시한다. 단말은 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 기반으로 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수를 사용하여 데이터를 기지국으로 전송한다.

Description

비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 장치
본 명세서는 무선 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 이를 사용한 기기에 관한 것이다.
무선 통신 시스템은 음성이나 데이터 등과 같은 다양한 종류의 통신 서비스를 제공하기 위해 광범위하게 전개되고 있다. 무선 통신 시스템의 목적은 다수의 단말이 위치와 이동성에 관계없이 신뢰할 수 있는(reliable) 통신을 할 수 있도록 하는 것이다.
일반적으로 무선 통신 시스템은 가용한 무선 자원을 공유하여 다수의 단말과의 통신을 지원할 수 있는 다중 접속(multiple access) 시스템이다. 무선 자원의 예로는 시간, 주파수, 코드, 전송 파워 등이 있다. 다중 접속 시스템의 예들로는 TDMA(time division multiple access) 시스템, CDMA(code division multiple access) 시스템, FDMA(frequency division multiple access) 시스템, OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 시스템, SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 시스템 등이 있다.
차세대 무선 통신 시스템의 요구 조건은 크게 폭발적인 데이터 트래픽의 수용, 사용자 당 전송률의 획기적인 증가, 대폭 증가된 연결 디바이스의 개수의 수용, 매우 낮은 E2E 레이턴시(End-to-End Latency), 고에너지 효율을 지원할 수 있어야 한다. 이를 위하여 이중 연결성(Dual Connectivity), 대규모 다중 입출력(Massive MIMO: Massive Multiple Input Multiple Output), 전이중(In-band Full Duplex), 비직교 다중접속(NOMA: Non-Orthogonal Multiple Access), 초광대역(Super wideband) 지원, 단말 네트워킹(Device Networking) 등 다양한 기술들이 연구되고 있다.
본 명세서는 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 명세서는 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반으로 상향링크 데이터를 전송하는 방법 및 장치를 제안한다.
상기 장치는 무선신호를 전송 및 수신하는 RF(radio frequency)부 및 상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함한다.
단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 변조 패턴(modulation pattern)에 대한 정보를 수신한다. 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보는 변조 패턴 인덱스를 포함한다. 상기 변조 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 변조 차수(modulation order)가 지정되는 것을 지시한다.
즉, 단말 별로 각 자원 요소에 대해 변조 차수가 지정되어 있다. 또한, 상기 변조 패턴 인덱스마다 각 자원 요소에 대한 변조 패턴이 달라질 수 있다. 다만, 각 자원 요소에 대한 변조 패턴이 달라진다 하더라도, 상기 다중 단말이 전송하는 데이터는 동일한 데이터 전송률(data rate)을 가진다.
또한, 상기 변조 패턴 인덱스는 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 특정 자원 요소가 단말 특정하게 널링(nulling)되는 것을 더 지시할 수 있다. 즉, 단말 별로 사용하는 각 자원 요소에 대한 변조 패턴에 특정 자원 요소가 널링되는 것은 특정 자원 요소에 변조 심벌이 전송되지 않고 널 심벌(Null Symbol)이 전송되어 단말 간 간섭을 제거할 수 있음을 의미한다.
상기 각 자원 요소의 다중 단말 간섭(Multiuser Interference, MUI)에 대한 전력의 기대 값과 전력의 변화 값은 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수(또는 변조 패턴)에 따라 변동될 수 있다. MUI에 대한 전력의 변화 값이 있음은 단말 간 간섭의 양이 일정하지 않고 달라질 수 있음을 의미한다. 단말 간 간섭의 양이 특정 값보다 클 때는 더 낮은 신뢰도(reliability)를 제공하고, 단말 간 간섭의 양이 특정 값보다 작을 때는 더 높은 신뢰도를 제공할 수 있다. 이로써, 높은 변조 차수에 높은 신뢰도를 제공함으로써 더 많은 정보 비트에 대한 신뢰도를 제공하고, 이를 통해 전체 데이터의 신뢰도를 증대할 수 있다.
단말은 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 기반으로 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수를 사용하여 데이터를 기지국으로 전송한다. 단말은 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대해서 계층적 변조 차수로 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 단말은 상기 변조 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 선택할 수 있다. 또한, 기지국이 사전에 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 정의하여 RRC 시그널링으로 알려줄 수도 있다. 상기 데이터는 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수에 의해 변조될 수 있다. 또한, 상기 변조 패턴 인덱스는 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 수신될 수 있다.
또한, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 부호율 패턴(coding rate pattern)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 부호율 패턴 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 부호율 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 부호율이 지정되는 것을 지시할 수 있다.
단말은 상기 부호율 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 선택할 수 있다. 또한, 기지국이 사전에 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 정의하여 RRC 시그널링으로 알려줄 수도 있다. 상기 데이터는 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 부호율에 의해 인코딩될 수 있다.
또한, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 코드워드(codeword)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정될 수 있다. 상기 부호율 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정될 수 있다. 즉, 코드워드 인덱스는 단말 별 변조 패턴 인덱스 또는 부호율 패턴 인덱스에 결속(tie)되어 사전에 정의될 수 있다. 따라서, 기지국은 블라인드 검출(Blind Detection) 수행 시, 코드워드 인덱스를 기반으로 변조 패턴 또는 부호율 패턴을 확인할 수 있다.
또한, 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보, 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 룩업 테이블(look up table) 형식으로 셀 내에 있는 모든 단말에게 브로드캐스팅 될 수 있다.
제안하는 기법을 이용하면 각 사용자의 단말 특정 변조 패턴에 따라 UE 쌍 마다 간섭의 기대 값과 변화 값이 변동될 수 있어, 인터리빙되고 코딩된 비트 스트림(Interleaved Coded Bit Stream)이 변조되면서 간섭 관점에서 타이버시티를 얻을 수 있다. 또한, 각 사용자의 단말 특정 부호율 패턴에 따라 UE는 정보 비트의 구간마다 다른 코딩 이득을 얻을 수 있다. 그러면, 단말 특정 비트 인터리버(UE specific bit interleaver)등에 의해 간섭 관점에서 다이버시티를 얻을 수 있다. 따라서, 단말 특정 인터리버에 의해 상기 간섭의 정도가 정보 비트에 대하여 다양한 패턴으로 나타날 수 있다. 상기 방식을 통해, 다중 사용자 중첩 전송에 대한 간섭 분산을 통해 수신단의 MUD 성능을 증대 시킬 수 있다.
도 1은 본 명세서가 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다.
도 2는 사용자 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 제어 평면에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다.
도 4는 통신 장치의 NOMA 기반 하향링크 전송/수신(Tx/Rx) 블록도를 예시한 도면이다.
도 5는 통신 장치의 NOMA 기반 상향링크 전송/수신 블록도를 예시한 도면이다.
도 6은 통신 장치의 NCMA 기반 하향링크 전송/수신 블록도를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 7은 통신 장치의 NCMA 기반의 상향링크 전송/수신 블록도를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 8은 단말-특정 NCC에 의한 데이터 전송의 주파수 축 개념도를 나타낸 도면이다.
도 9는 NCMA 시스템의 기본 송수신 구조도를 예시한 도면이다.
도 10은 Long term Evolution(LTE)/LTE-Advanced(LTE-A) 시스템에서의 상향링크 지원을 위한 프레임 구조를 나타내고 있다.
도 11은 비-직교 다중 접속 방식 기반 다중 사용자 데이터 중첩(Multi-user Data Overlapping) 전송 방식을 위한 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 12는 채널 추정을 위한 보간 방법들(Interpolation Methods)을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
도 13은 참조 신호 호핑 기반 NOMA 그룹의 프레임 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 14는 반복적 다중-그룹 검출을 위한 프로시저를 도시한 도면이다.
도 15는 Normal CP 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴의 예를 도시한 도면이다.
도 16은 Extended CP 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴의 일 예를 도시한 도면이다.
도 17은 Massive Sporadic Packet Service를 위한 프로시저를 예시적으로 도시한 도면이다
도 18은 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조의 일례를 나타낸다.
도 19는 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조 기반 참조 신호 및 데이터 패턴의 일례를 나타낸다.
도 20은 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조 기반 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴의 다른 예를 나타낸다.
도 21은 본 명세서의 실시예에 따른 주파수 밴드 또는 심벌 내에서 다수 사용자가 사용하는 중첩 자원의 일례를 나타낸다.
도 22는 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 일례를 나타낸다.
도 23은 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 다른 예를 나타낸다.
도 24는 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 또 다른 예를 나타낸다.
도 25는 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴을 통해 변조 차수가 변동하는 일례를 나타낸다.
도 26은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 27은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 부호율 패턴을 통해 부호율이 변동하는 일례를 나타낸다.
도 28은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 부호율 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 29는 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴 및 단말 특정 부호율 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 30은 본 명세서의 실시예에 따른 기정의된 변조 패턴 또는 기정의된 부호율 패턴을 사용하여 경쟁 기반 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
도 31은 본 명세서의 실시예가 구현되는 기기를 나타낸 블록도이다.
이하의 기술은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier-frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)의 일부이다. 3GPP(3rd Generation Partnership Project) LTE(long term evolution)는 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS(Evolved UMTS)의 일부로써, 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다.
설명을 명확하게 하기 위해, 3GPP LTE/LTE-A를 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명이 적용되는 무선통신 시스템을 나타낸다. 이는 E-UTRAN(Evolved-UMTS Terrestrial Radio Access Network), 또는 LTE(Long Term Evolution)/LTE-A 시스템이라고도 불릴 수 있다.
E-UTRAN은 단말(10; User Equipment, UE)에게 제어 평면(control plane)과 사용자 평면(user plane)을 제공하는 기지국(20; Base Station, BS)을 포함한다. 단말(10)은 고정되거나 이동성을 가질 수 있으며, MS(Mobile station), UT(User Terminal), SS(Subscriber Station), MT(mobile terminal), 무선기기(Wireless Device) 등 다른 용어로 불릴 수 있다. 기지국(20)은 단말(10)과 통신하는 고정된 지점(fixed station)을 말하며, eNB(evolved-NodeB), BTS(Base Transceiver System), 액세스 포인트(Access Point) 등 다른 용어로 불릴 수 있다.
기지국(20)들은 X2 인터페이스를 통하여 서로 연결될 수 있다. 기지국(20)은 S1 인터페이스를 통해 EPC(Evolved Packet Core, 30), 보다 상세하게는 S1-MME를 통해 MME(Mobility Management Entity)와 S1-U를 통해 S-GW(Serving Gateway)와 연결된다.
EPC(30)는 MME, S-GW 및 P-GW(Packet Data Network-Gateway)로 구성된다. MME는 단말의 접속 정보나 단말의 능력에 관한 정보를 가지고 있으며, 이러한 정보는 단말의 이동성 관리에 주로 사용된다. S-GW는 E-UTRAN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이며, P-GW는 PDN을 종단점으로 갖는 게이트웨이이다.
단말과 기지국간의 무선 인터페이스를 Uu 인터페이스라 한다. 단말과 네트워크 사이의 무선 인터페이스 프로토콜(Radio Interface Protocol)의 계층들은 통신시스템에서 널리 알려진 개방형 시스템간 상호접속(Open System Interconnection; OSI) 기준 모델의 하위 3개 계층을 바탕으로 L1(제1계층), L2(제2계층), L3(제3계층)로 구분될 수 있는데, 이 중에서 제1계층에 속하는 물리계층은 물리채널(Physical Channel)을 이용한 정보전송서비스(Information Transfer Service)를 제공하며, 제3계층에 위치하는 RRC(Radio Resource Control) 계층은 단말과 네트워크 간에 무선자원을 제어하는 역할을 수행한다. 이를 위해 RRC 계층은 단말과 기지국간 RRC 메시지를 교환한다.
도 2는 사용자 평면(user plane)에 대한 무선 프로토콜 구조(radio protocol architecture)를 나타낸 블록도이다. 도 3은 제어 평면(control plane)에 대한 무선 프로토콜 구조를 나타낸 블록도이다. 사용자 평면은 사용자 데이터 전송을 위한 프로토콜 스택(protocol stack)이고, 제어 평면은 제어신호 전송을 위한 프로토콜 스택이다.
도 2 및 3을 참조하면, 물리계층(PHY(physical) layer)은 물리채널(physical channel)을 이용하여 상위 계층에게 정보 전송 서비스(information transfer service)를 제공한다. 물리계층은 상위 계층인 MAC(Medium Access Control) 계층과는 전송채널(transport channel)을 통해 연결되어 있다. 전송채널을 통해 MAC 계층과 물리계층 사이로 데이터가 이동한다. 전송채널은 무선 인터페이스를 통해 데이터가 어떻게 어떤 특징으로 전송되는가에 따라 분류된다.
서로 다른 물리계층 사이, 즉 송신기와 수신기의 물리계층 사이는 물리채널을 통해 데이터가 이동한다. 상기 물리채널은 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식으로 변조될 수 있으며, 시간과 주파수를 무선자원으로 활용한다.
MAC 계층의 기능은 논리채널과 전송채널간의 맵핑 및 논리채널에 속하는 MAC SDU(service data unit)의 전송채널 상으로 물리채널로 제공되는 전송블록(transport block)으로의 다중화/역다중화를 포함한다. MAC 계층은 논리채널을 통해 RLC(Radio Link Control) 계층에게 서비스를 제공한다.
RLC 계층의 기능은 RLC SDU의 연결(concatenation), 분할(segmentation) 및 재결합(reassembly)를 포함한다. 무선베어러(Radio Bearer; RB)가 요구하는 다양한 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해, RLC 계층은 투명모드(Transparent Mode, TM), 비확인 모드(Unacknowledged Mode, UM) 및 확인모드(Acknowledged Mode, AM)의 세 가지의 동작모드를 제공한다. AM RLC는 ARQ(automatic repeat request)를 통해 오류 정정을 제공한다.
사용자 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 사용자 데이터의 전달, 헤더 압축(header compression) 및 암호화(ciphering)를 포함한다. 제어 평면에서의 PDCP(Packet Data Convergence Protocol) 계층의 기능은 제어 평면 데이터의 전달 및 암호화/무결정 보호(integrity protection)를 포함한다.
RRC(Radio Resource Control) 계층은 제어 평면에서만 정의된다. RRC 계층은 RB들의 설정(configuration), 재설정(re-configuration) 및 해제(release)와 관련되어 논리채널, 전송채널 및 물리채널들의 제어를 담당한다.
RB는 단말과 네트워크간의 데이터 전달을 위해 제1 계층(PHY 계층) 및 제2 계층(MAC 계층, RLC 계층, PDCP 계층)에 의해 제공되는 논리적 경로를 의미한다. RB가 설정된다는 것은 특정 서비스를 제공하기 위해 무선 프로토콜 계층 및 채널의 특성을 규정하고, 각각의 구체적인 파라미터 및 동작 방법을 설정하는 과정을 의미한다. RB는 다시 SRB(Signaling RB)와 DRB(Data RB) 두가지로 나누어 질 수 있다. SRB는 제어 평면에서 RRC 메시지를 전송하는 통로로 사용되며, DRB는 사용자 평면에서 사용자 데이터를 전송하는 통로로 사용된다.
단말의 RRC 계층과 E-UTRAN의 RRC 계층 사이에 RRC 연결(RRC Connection)이 있을 경우, 단말은 RRC 연결 상태(RRC connected state)에 있게 되고, 그렇지 못할 경우 RRC 아이들 상태(RRC idle state)에 있게 된다.
네트워크에서 단말로 데이터를 전송하는 하향링크 전송채널로는 시스템정보를 전송하는 BCH(Broadcast Channel)과 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 하향링크 SCH(Shared Channel)이 있다. 하향링크 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 서비스의 트래픽 또는 제어메시지의 경우 하향링크 SCH를 통해 전송될 수도 있고, 또는 별도의 하향링크 MCH(Multicast Channel)을 통해 전송될 수도 있다. 한편, 단말에서 네트워크로 데이터를 전송하는 상향링크 전송채널로는 초기 제어메시지를 전송하는 RACH(Random Access Channel)와 그 이외에 사용자 트래픽이나 제어메시지를 전송하는 상향링크 SCH(Shared Channel)가 있다.
전송채널 상위에 있으며, 전송채널에 매핑되는 논리채널(Logical Channel)로는 BCCH(Broadcast Control Channel), PCCH(Paging Control Channel), CCCH(Common Control Channel), MCCH(Multicast Control Channel), MTCH(Multicast 트래픽 Channel) 등이 있다.
도 4는 통신 장치의 NOMA 기반 하향링크 전송/수신(Tx/Rx) 블록도를 예시한 도면이다.
다중 단말(혹은 다중 사용자) 정보를 동일 자원에 할당하여 전송하는 비직교 다중 접속 방식 (Non-orthogonal Multiple Aceess, NOMA)에 있어서, 도 4와 같이 하향링크 지원을 위한 송수신단 구조는 일반적이다. NOMA 시스템은 3GPP 표준화 작업에서는 Multiuser Superposition Transmission (MUST)로 불리우기도 한다. NOMA 시스템은 동일 시간-주파수 자원에 다수의 단말을 위한 정보를 중첩하여 전송함으로써, LTE 시스템 대비 전송 용량 이득을 얻거나 동시 접속 수를 증대하는 것을 목적으로 차세대 5G 시스템의 요소 기술로써 고려되고 있다. 차세대 5G 시스템의 NOMA 계열 기술로는 Power Level을 기반으로 단말을 구분하는 MUST와, Sparse Complex Codebook 기반 변조를 활용하는 Sparse Code Multiple Access (SCMA), 단말-특정 인터리버(User-specific Interleaver)를 이용하는 interleave Division Multiple Access (IDMA) 등이 있다.
MUST 시스템의 경우, 도 4의 송신단에서 다중 단말 데이터의 변조 이후에 각 심볼의 파워 할당을 다르게 하거나, 계층적 변조(Hierarchical Modulation)를 기반으로 다중 단말 데이터를 계층적 변조하여 전송하고, 수신단에서 다중 단말(혹은 다중 사용자) 검출(Multiuser Detection, MUD)를 통해 다중 단말의 데이터(이하 다중 단말 데이터라 칭함)를 복조 한다.
SCMA 시스템의 경우, 도 4의 송신단에서, 다중 단말 데이터에 대한 Forward Error Correction (FEC) Encoder와 변조 과정을 미리 약속된 Sparse Complex Codebook 변조 방식으로 대체하여 전송하고, 수신단에서 MUD를 통해 다중 단말 데이터를 복조한다.
IDMA 시스템의 경우, 도 4의 송신단에서 다중 단말 데이터에 대해 FEC Encoding 정보를 단말-특정 인터리버를 통해 변조하여 전송하고, 수신단에서 MUD를 통해 다중 단말 데이터를 복조한다.
상기 각 시스템은 다양한 MUD 방식으로 다중 단말 데이터를 복조 할 수 있으며, 예를 들어 Maximum Likelihood (ML), Maximum joint A posteriori Probability (MAP), Message Passing Algorithm (MPA), Matched Filtering (MF), Successive Interference Cancellation (SIC), Parallel Interference Cancellation (PIC), Codeword Interference Cancellation (CWIC) 등이 있다. 각 복조 방식에 따라 또는 반복 복조 시도 수에 따라, 복조 복잡도와 처리시간 지연에 차이가 있을 수 있다.
도 5는 통신 장치의 NOMA 기반 상향링크 전송/수신 블록도를 예시한 도면이다.
도 5는 다중 단말의 정보(이하 다중 단말 정보로 칭함)를 동일 자원에 할당하여 전송하는 NOMA 계열 시스템의 상향링크 지원을 위한 송수신단 구조를 도시하고 있다. 상기 각 시스템은 도 4의 하향링크 구조에 대한 설명과 같은 방식으로 다중 단말 데이터를 전송하고 수신단에서 복조 할 수 있다. NOMA 계열 시스템들은 동일 시간-주파수 자원에 다수 단말 신호를 중첩 전송하기 때문에, LTE 시스템과 비교하여 더 높은 복호 오류율을 가지지만, 더 높은 주파수 이용 효율이나 더 많은 Connectivity 를 지원할 수 있다. 비직교 다중 접속 방식(NOMA)은 시스템 환경에 따라, 부호율 제어를 통해 복호 오류율을 유지하면서, 더 높은 주파수 이용효율이나 더 많은 Connectivity 를 달성하는 것이 가능하다.
상기 NOMA 계열 시스템들은 동일 자원에 다수 단말의 데이터를 할당하기 때문에, 단일 단말 데이터를 할당하는 것과 비교하여 다중 단말의 데이터에 대한 간섭이 필연적으로 발생한다. 도 4의 NOMA 계열 시스템에서 k번째 수신단의 신호를 간단히 표현하면 다음 수학식 1과 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000001
여기서, hk는 송신단에서 k번째 수신단으로의 채널을 의미하고 sk는 k번째 수신단으로의 데이터 심볼, nk는 신호 잡음을 의미한다. K는 동일 시간-주파수 자원에 할당된 다중 단말의 수이다.
상기 수학식 1의 3번째 식의 2번째 항(
Figure PCTKR2017004353-appb-I000001
)은 다른 수신단으로의 데이터 심볼에 의한 다중 단말 간섭 신호 (Multiuser Interference, MUI)를 나타낸다. 따라서, 상기 수신 신호에 의한 전송 용량을 간단히 표현하면 다음 수학식 2와 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000002
상기 수학식 2에서의 전송 용량에서 K가 증가할수록 더해지는 Rk의 개수가 증가하여 C의 증대를 기대할 수 있다. 하지만, K가 증가할수록 MUI의 증가로 인해, 각 Rk가 감소하여 전체 전송 용량 C의 감소를 초래할 수 있다. MUD 기법에 따라, MUI를 효과적으로 감소시키면서 각 단말의 데이터를 복조 할 수 있다 하더라도, 근본적으로 MUI의 존재는 전체 전송 용량을 경감시키고, 높은 복잡도의 MUD를 요구하게 된다. 만약 다중 단말의 데이터 전송에 대한 MUI 발생을 최소화하면, 더 높은 전송 용량을 기대할 수 있다. 또는, 다중 단말의 데이터 전송에 대한 MUI 발생을 정량적으로 제어할 수 있으면, 다중 단말의 데이터 중첩에 대한 스케줄링으로 더 높은 전송 용량을 계획할 수 있다. 따라서, 다중 단말의 데이터 중첩 전송에 의한 MUI를 제어할 수 있는 다중 단말 접속 기술 개발이 필요하다. 동일 시간-주파수 자원에 대한 다중 단말의 데이터 중첩 전송시 발생하는 MUI를 제어할 수 있는 다중 단말 접속 기술 개발이 필요하다.
따라서, 본 발명에서는 차세대 5G 시스템의 다중 단말 간섭을 최소화하는 비직교 부호 다중 접속 방식(Non-orthogonal Coded Multiple Access, NCMA)을 제시한다.
도 6은 통신 장치의 NCMA 기반 하향링크 전송/수신 블록도를 예시적으로 도시한 도면이고, 도 7은 통신 장치의 NCMA 기반의 상향링크 전송/수신 블록도를 예시적으로 도시한 도면이다.
동일 시간-주파수 자원에 다중 단말의 데이터를 중첩 전송할 때 다중 단말 간섭을 최소화하는 비직교 부호 다중 접속 방식(NCMA)를 제안한다. 도 6과 도 7은 다중 단말 정보를 동일 시간-주파수 자원에 할당할 때, 단말-특정 비직교 코드 커버(UE Specific Non-orthogonal Code Cover(NCC)를 사용하여 중첩 전송하는 NCMA 시스템의 하향링크와 상향링크 송수신단 구조이다. 송신단/수신단(혹은 송신측/수신측)은 사전에 정의된 비직교 코드북을 이용하여 각 단말에게 단말-특정 NCC를 할당한다.
본 발명에서 언급하는 코드워드는 비직교 다중 접속을 수행하기 위해, 각 단말이 선택하는(또는 할당받은) 복소 엘리먼트 벡터(complex element vector)를 의미한다. 코드북은 비직교 다중 접속을 수행하기 위해 각 단말이 사용하는 코드워드들의 세트를 의미한다. 상기에서 언급한 코드북은 복수 개로 존재할 수 있다. 단말-특정 NCC(UE specific NCC)는 각 단말이 선택하는(또는 할당받은) 코드북의 복소 엘리먼트 벡터(complex element vector)를 전송하려는 심볼에 사용하는 것을 의미한다. 따라서, NCC(혹은 단말-특정 NCC)는 코드북 인덱스와 코드워드 인덱스로 표현할 수 있다. 비직교 코드북을 표현하면 다음 수학식 3과 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000003
상기 수학식 3에서 c(j)는 j 번째 단말을 위한 코드워드로서, 전체 K명의 단말에 대한 코드워드 세트는 코드북 C가 된다. j 번째 단말의 데이터를 전송하기 위해 c(j)를 사용하는 것을 NCC라고 정의한다. 또한 상기 코드북은 코드워드의 벡터 길이 N과 코드워드의 개수 K로 표현될 수 있다. 여기서, N은 확산 계수(spreading factor)를 의미하고, K는 중첩 계수(superposition factor)를 의미한다. 상기에서 설명의 편의를 위해 하나의 코드워드를 하나의 단말에서 사용하는 것을 예시하나, 다수개의 코드워드를 하나의 단말이 사용하거나, 하나의 코드워드를 다수의 단말에서 사용하는 것을 배제하지 않는다. 또한, 하나의 단말에 할당된 하나 또는 다수개의 코드워드는 시간에 따라 또는 사용 빈도에 따라 같은 코드북 내의 다른 코드워드의 사용 또는 다른 코드북 내의 다른 코드워드의 사용으로 코드워드를 호핑(Hopping) 할 수도 있다.
단말-특정 NCC(UE Specific NCC)의 할당은 RRC Connection Process에서 단말 식별자(UE ID)와 연결하여 할당될 수도 있고, 하향링크 제어 채널(예를 들어, PDCCH)에 포함된 DCI(Downlink Control Information) 포맷을 통해서 할당할 수도 있다.
경쟁 기반 다중 접속(Contention based MA)에 사용되는 상향링크 환경의 경우, 단말은 비직교 코드워드를 랜덤 선택할 수도 있고 또는 단말 식별자와 연결하여 선택할 수도 있다. 이 때, 단말-특정 NCC는 기지국이 할당하는 방식이 아니라, 단말이 직접 선택하며 이로 인해 다수 단말간 NCC의 충돌이 있을 수 있다. 수신단인 기지국에서는 NCC의 충돌이 있을 경우 MUD로 다수 단말 정보의 구분 성공률이 감소한다.
단말-특정 NCC는 Grassmannian line packing에 의해 정의될 수 있으며, 동일 부분공간(Subspace) 내에서 임의의 두 벡터가 형성하는 코들 거리(Chordal Distance)는 항상 같다. 즉,
Figure PCTKR2017004353-appb-I000002
를 만족하는 코드북으로서 수학적 또는 알고리즘적으로 구할 수 있다. 단말-특정 NCC는 다음 수학식 4와 같은 성질을 가진다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000004
여기서,
Figure PCTKR2017004353-appb-I000003
는 c(k)의 conjugate 코드워드이다. 상기 수학식 4의 성질은 아래 (1), (2), (3)과 같다.
(1) 송수신단에서 동일한 코드워드의 곱은 1이다.
(2) 동일 코드북 내에서 자신의 코드워드와 다른 코드워드 사이의 Chordal Distance는 같다.
(3) N≤K 이면, 자신의 코드워드와 다른 코드워드는 직교한다.
상기 특성을 가지는 코드북을 송신단/수신단(혹은 송신측/수신측)이 사전에 약속하여 단말-특정 NCC를 구성하면, 임의의 두 코드워드에 의한 Chordal Distance
Figure PCTKR2017004353-appb-I000004
의 Lower Bound를 가진다. 따라서, 다중 단말 데이터 중첩 전송에 대한 MUI는 상기 Lower Bound에 의해 최소화되어 결정된다. 또한, 상기 임의의 두 코드워드에 대한 Chordal Distance는 항상 같으므로, 단말 수에 의해 MUI의 통계적 예측이 가능하다. 단말 수가 결정되면, MUI 값에 의해 수신단의 복호 오류율이 예측 가능하므로 다중 단말 중첩 전송에 대한 간섭량을 기반으로 MCS 레벨의 제어가 가능하다. 예를 들어, (N×1) 차원에서 K개의 코드워드가 전송될 때, 수신단에서 자신의 코드워드로 복호하면, 자신의 코드워드부터 1이 복호되고, 다른 K-1개의 코드워드로부터 δN,K(K-1) 의 통계적 간섭량이 남게 된다. 이 수치는 코드북 설계의 최적화 정도에 따라 차이가 있다. 또한, N과 K 값에 따라 δN,K의 값에 차이가 존재하므로, 통신 시스템의 요구하는 SINR(Required SINR) 또는 타겟 QoS에 따라, 중첩 단말 수(K) 또는 사용 자원 수(N)를 변화시켜 MUI 값을 제어할 수 있다.
비직교 코드북에 대한 실시 예를 3GPP TS 36.211의 형태로 나타내면 다음 표 1 및 표 2와 같으며, 단말-특정 NCC(UE specific NCC)로 사용될 수 있다.
표 1은 Spreading Factor N = 2 인 경우의 코드북을 예시하고 있다.
Figure PCTKR2017004353-appb-T000001
표 2는 Spreading Factor(N = 4)인 경우의 코드북을 예시하고 있다.
Figure PCTKR2017004353-appb-T000002
수학적 또는 알고리즘을 이용하여 상기 표 1 및 표 2 이외에도 다양한 값이 나올 수 있다.
도 8은 단말-특정 NCC에 의한 데이터 전송의 주파수 축 개념도를 나타낸 도면이다.
도 8은 송신단(혹은 송신측)에서 단말-특정 NCC를 통해 주파수 축에서 k번째 단말 데이터를 전송하는 개념을 도시하고 있다. Grassmaniann line packing에 의해 정의된 단말-특정 NCC가 송신단과 수신단 사전에 약속되었을 때, k번째 단말에 해당하는 코드워드에 k번째 단말을 위한 데이터를 곱하여 전송한다. 이 때, 하나의 데이터 심볼 sk가 (N×1) 차원의 코드워드 벡터 c(k)에 대응된다. 그러면 코드워드의 N개 Element는 N개 부반송파에 대응된다.
즉, 도 8에서는 N개의 부반송파로 하나의 데이터 심볼을 전송하므로, 기존 LTE 시스템 대비 동일 시간-주파수 자원 효율이 1/N로 감소한다. 반면, N개 이상의 심볼을 중첩 전송하면, LTE 시스템 대비 시주파수 자원 효율이 증대된다. 예를 들어, N<K 일 때 K개의 심볼을 중첩 전송하면, K/N배 만큼 주파수 자원 효율이 증대된다.
도 9는 NCMA 시스템의 기본 송수신 구조도를 예시한 도면이다.
도 9는 단말-특정 NCC를 사용하는 NCMA 시스템의 기본 송수신 구조도 이다. 송신단에서 각 단말에 대한 데이터 심볼은 각 단말에 해당하는 단말-특정 NCC로 변환되어 중첩된다. 중첩된 N길이의 주파수축 신호는 N-IFFT를 통해 시간축 신호로 변환되어 OFDM 전송을 수행하고, 수신단에서 N-FFT를 통해 주파수축 신호로 복원한다. 복원된 주파수축 신호는 각 단말에 해당하는 단말-특정 NCC의 Conjugate Codeword로 각 단말 데이터 심볼을 복호한다. 복호된 sk는 중첩된 단말 수에 따라 MUI가 포함되어 있을 수 있으며, MUD 방식 등을 통해 정확한 sk 복호가 가능하다. 이 때, 사전에 정의된 단말-특정 NCC에 따라 변환된 주파수축 신호의 길이는 N보다 짧을 수 있다. 예를 들어 N/2 길이의 단말-특정 NCC로 변환된 주파수축 신호 벡터 2개를 직렬 연결하여 N 길이로 형성하면, N-FFT해도 수신단에서 복조가 가능함은 자명하다.
하향링크의 경우, k번째 단말 수신단에서 데이터 복호를 위한 검출 수식을 표현하면 다음 수학식 5와 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000005
상기 수학식 5에서, Hk는 k번째 송신단에서 수신단으로의 (N×N) 채널 행렬를 의미하고 대각행렬(diagonal matrix)로 주파수 축 채널 계수들을 포함한다. c(k)는 k번째 송신단에서 수신단에 대한 (N×1) 단말-특정 NCC 벡터이고, sk는 k번째 수신단으로의 데이터 심볼, n는 (N×1) 신호 잡음 벡터를 의미한다. K는 동일 시간-주파수 자원에 할당된 다중 단말의 수 이다. 여기서,
Figure PCTKR2017004353-appb-I000005
는 A 벡터의 j번째 요소(element)와 B 행렬의 j번째 대각 요소(diagonal element)의 나눗셈을 의미한다. A 벡터가 대각 행렬일 경우, 대각 행렬끼리의 요소(element) 나눗셈을 의미한다.
상기 수학식 5에서 채널 보상을 통해 원하는 코드워드들(Desired Codewords) 신호와 잡음만 남게 되며, 수신단의 단말-특정 NCC의 Conjugate Codeword를 통해, 다음 수학식 6과 같이 검출된다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000006
상기 수학식 6에서 마지막 행의 2번째 항목은 MUI를 나타내며, MUD 방식을 통해 제거 또는 감소시킬 수 있다.
상향링크의 경우, 기지국의 수신단에서 데이터 복호를 위한 검출 수식을 표현하면 다음 수학식 7과 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000007
상기 수학식 7의 3번째 식의 2번째 항은 다른 수신단으로의 데이터 심볼에 의한 다중 단말 간섭 신호 MUI를 나타낸다. k번째 단말의 데이터 복호를 위한 수신단의 검출 수식을 표현하면 다음 수학식 8과 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000008
k번째 단말 데이터를 위한 채널 보상을 통해 원하는 코드워드들 신호와MUI, 잡음만 남게 되며, 수신단의 단말-특정 NCC의 Conjugate Codeword를 통해, 다음 수학식 9와 같이 검출된다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000009
상기 수학식 9에서 마지막 행의 2번째 항목은 MUI를 나타내며, MUD 방식을 통해 제거 또는 감소시킬 수 있다. 이 때, 다중 단말로부터의 채널 환경 차이로 인해,
Figure PCTKR2017004353-appb-I000006
의 주파수 축 채널 변화량이 단말-특정 NCC에 의한 MUD 수행 시 MUI 값의 변화를 가져온다. 상기 설명에서 설명의 편의를 위하여, 송수신 안테나의 개수를 단일 개로 설명하였으나, 다중 안테나를 사용하는 환경에서도 같은 방식으로 적용됨은 자명하다.
앞서 설명한 NCMA 방식에 관련한 내용을 통해 다중 단말 데이터 중첩 전송에 의한 MUI를 제어하면서, 중첩 단말 수에 따라 더 높은 주파수 이용효율이나 더 많은 Connectivity를 달성하는 것이 가능하다.
본 명세서는 Massive Connectivity 지원을 위한 비직교 다중 접속 방식(NOMA)의 부분 중첩 참조 신호(Partially Overlapping Reference Signal)에 관한 기법을 제안한다.
도 10은 Long term Evolution(LTE)/LTE-Advanced(LTE-A) 시스템에서의 상향링크 지원을 위한 프레임 구조를 나타내고 있다.
도 10에서 데이터 심볼은 PUSCH(Physical Uplink Shared Channel) 또는 PUCCH (Physical Uplink Control Channel) 등으로 구성될 수 있으며, 참조 심볼(참조 심볼)은 DMRS 등으로 구성될 수 있다. 도 10의 프레임 구조는 무선통신 시스템의 환경에 따라 다양할 수 있으며, 즉, 서브프레임 구조나, 슬롯 길이, ㅅ슬롯 내의 심볼 수가 달라 수 있다. 또한, 이러한 프레임 구조는 단말 간 직접 통신을 수행하는 D2D (Device to Device) 단말 또는 V2X(Vehicular to Everything) 등과 같은 ad-hoc 네트워크와 LTE-A, MTC(Machine Type Communication)등과 같은 셀룰러 기반 방식에서 사용될 수 있다. 기존 무선통신 시스템의 경우, 시간-주파수 자원을 단말에게 할당하고, 직교 자원 사용을 통해 데이터 심볼과 참조 심볼을 다르게 사용할 수 있다. 따라서, 각 단말의 신호는 다른 단말로부터의 간섭 없이 복조가 가능하다.
도 11은 비-직교 다중 접속 방식 기반 다중 사용자 데이터 중첩(Multi-user Data Overlapping) 전송 방식을 위한 프레임 구조를 도시한 도면이다.
도 11의 프레임 구조는 도 10의 프레임 구조의 방식과 같지만, 다수 단말(혹은 사용자)가 동일한 주파수 자원을 공유함으로써, 비직교 시간-주파수 자원을 단말(혹은 사용자)에게 할당하는 방식이다. 예를 들어, 도 11에서와 같이 UE 1에서 UE K는 동일한 주파수 자원 부반송파 1(Sub-carrier 1)을 사용함으로써, 데이터 심볼과 참조 심볼이 중첩되게 된다.
참조 심볼은 채널 계수 추정을 위해서 시퀀스의 Auto-correlation과 Cross-correlation 성질을 이용한다. 다수 시퀀스 사이에 낮은 Cross-correlation을 가진다면, 수신단에서 다수 단말의 중첩된 참조 심볼을 구별해 낼 수 있다. 예를 들어, 카작 시퀀스(CAZAC Sequence)의 하나인 자도프-츄 시퀀스(Zadoff-Chu Sequence) 등을 기반으로 각 단말이 참조 심볼을 구성하여 중첩 전송할 수 있다. 시퀀스의 구성에 따라 다수 단말의 중첩 참조 심볼을 완벽하게 복조하거나, 매우 낮은 간섭만을 가진 채 복조할 수 있다.
도 12는 채널 추정을 위한 보간 방법들(Interpolation Methods)을 설명하기 위한 예시적인 도면이다.
복조된 참조 심볼은 도 12와 같은 보간(Interpolation) 방식 등으로 채널 추정을 수행할 수 있다. 시스템 환경 또는 Coherence Time에 따라 보간(Interpolation) 방식이 다르게 설정될 수 있으며, Normal CP(Cyclic Prefix)와 Extended CP 구성에 의한 프레임 구조에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
데이터 심볼은 참조 심볼에 의한 채널 추정을 기반으로 NOMA를 지원하는 수신기를 통해 Multiuser Detection (MUD)을 수행할 수 있다. 예를 들어, Maximum Likelihood (ML) 검출 또는 Maximum joint A posteriori Probability (MAP), Multiuser Superposition Transmission (MUST)의 Codeword Interference Cancellation (CWIC)과 Sparse Code Multiple Access (SCMA)의 Massage Passing Algorithm (MPA), Interleave Division Multiple Access (IDMA)의 Parallel Interference Cancellation (PIC) 등을 활용할 수 있다. 데이터 심볼의 MUD 방식은 비직교 다중 접속 송수신 설계 방식에 따라 다양하게 정의될 수 있다.
비직교 다중 접속 방식은 동일 시간-주파수 자원에 다수 단말의 신호를 중첩 전송하기 때문에, LTE 시스템과 비교하여 더 높은 복호 오류율을 가지지만, 더 높은 주파수 이용 효율이나 더 많은 Connectivity를 지원할 수 있다. 비직교 다중 접속 방식은 시스템 환경에 따라, 부호율 제어를 통해 복호 오류율을 유지하면서, 더 높은 주파수 이용효율이나 더 많은 Connectivity 를 달성하는 것이 가능하다.
앞서 언급한 바와 같이 본 발명에서는 Massive Connectivity 지원을 위한 비직교 다중 접속 시스템의 단말 그룹핑 방식과 참조 신호 호핑 방식을 제시하고자 한다.
Massive Connectivity를 위한 참조 신호 호핑 방법
Massive Connectivity 지원을 위해, 시퀀스 기반의 참조 심볼의 최대 개수 이상을 지원하면서 복조가 가능한 다중 접속 방식이 필요하다.
도 13은 참조 신호 호핑 기반 NOMA 그룹의 프레임 구조를 예시적으로 도시한 도면이다.
Massive Connectivity 지원을 위해, 시퀀스 기반의 참조 심볼의 최대 개수 이상을 지원하면서 복조가 가능한 다중 접속 방식을 제시한다. 도 13은 하나의 주파수 자원을 공유하는 비직교 다중 접속 단말의 그룹들의 프레임 구조를 도시한다(여기서, 단말 그룹은 임의로 결정되었으며, 단말 그룹핑 방식은 실시예 2에서 구체적으로 설명한다).
참조 심볼의 최대 개수 이상을 지원하기 위하여, 각 그룹에서는 참조 심볼의 최대 개수를 모두 사용하고, 도 13과 같이 각 그룹의 참조 심볼을 다른 그룹의 참조 심볼과 중첩(overlap)되지 않도록 회피하여 구성한다. 설명의 편의를 위하여 3GPP LTE를 예로 들어 설명하면, 최대 단말 그룹의 수는 도 13의 Normal CP 프레임 구조에서는 6개까지 지원되며, Extended CP 프레임 구조에서는 5개까지 지원 가능하다. 이때, 중첩 그룹의 수가 많을수록 신호의 복조가 어렵기 때문에, 시스템 환경이나 QoS 제약(constraint)에 따라 사용하는 그룹의 수는 다를 수 있다. 또한, 하나의 그룹에서 지원할 수 있는 단말의 최대 수는 시퀀스 기반 참조 신호의 최대 개수와 같다. 하나의 그룹 내에서 NOMA를 수행하는 단말의 수가 많을수록 신호의 복조가 어렵기 때문에, 시스템 환경이나 QoS Constraint에 따라 동일 그룹 내 단말의 수는 다를 수 있다. 한편, 같은 그룹 내의 단말 들은 코드 또는 전송 파워를 다르게 적용하도록 하여 기지국이 같은 그룹 내 단말을 구분할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 다른 그룹간 단말 들도 코드 또는 전송 파워를 다르게 적용하도록 하면, 기지국이 다수 그룹에 대한 단말들간 간섭을 최소화한 상태로 복호할 수 있다. 상기 설명된 NOMA 방식을 통한 최대 중첩 수 는 참조 심볼의 최대 개수 보다 많기 때문에, 다수 그룹에 걸쳐 NOMA 서비스를 지원하는 것이 가능하다.
예를 들어, 도 13에서 그룹 1(group 1)은 도 11의 NOMA를 수행하는 다중 단말 그룹으로 K1 명으로 이루어져 있다. 그룹 1의 사용자 수 K1 이 증가할수록 그룹 1을 위한 MUD 성능이 감소하고, K1이 감소할수록 그룹 1을 위한 MUD 성능이 증대된다. 또한, 그룹 1만 서비스 되면, 다른 그룹으로의 간섭이 없어 MUD 성능이 증대되며, 서비스 되는 그룹의 수가 증가할수록 MUD 성능이 감소한다.
도 13의 다수 그룹에 대한 참조신호 호핑을 수행하면, 그룹 1의 참조 심볼은 다른 그룹으로의 간섭 없이 복조가 가능하고, 그룹 2의 참조 심볼은 그룹 1의 데이터 심볼에 의한 간섭을 받는 상태로 복조를 수행해야 한다. 즉, 상위 그룹(Low order)의 참조 심볼은 하위 그룹(High order)의 심볼들로부터 간섭을 받지 않고, 하위 그룹의 참조 심볼은 상위 그룹의 심볼들로부터 간섭을 받는다. 상세한 설명을 위해 도 13의 한 슬롯 내의 심볼들에 대한 수신 신호를 쓰면 다음 수학식 10과 같다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000010
y(m)은 한 슬롯 내의 m번째 심볼의 수신 신호를 나타내고, g번째 그룹의 k번째 단말로부터의 채널
Figure PCTKR2017004353-appb-I000007
와 데이터 심볼
Figure PCTKR2017004353-appb-I000008
, 참조 심볼 Pk, 수신 잡음 nm으로 구성된다. G는 전체 그룹의 개수이고, Kg는 g번째 그룹 내의 전체 단말 수를 나타낸다. 각 그룹에서 사용하는 참조 심볼 Pk 는 참조 신호 회피(혹은 호핑) 방식으로 중첩되지 않으므로 동일한 시퀀스를 사용할 수 있다.
그러면, 4번째 심볼 y(4)는 1번째 그룹 단말들로부터의 참조 심볼들로 구성된다. 각 단말의 참조 심볼은 Cross Correlation이 0 또는 최대한 낮도록 설정된 시퀀스를 사용하므로, 자기 자신의 시퀀스로 Auto-correlation을 수행하여 채널 추정을 수행할 수 있다. 이때, K1의 최대 수는 Pk의 최대 수와 같다. 추정된 채널 정보를 기반으로 y(3)의 1번째 그룹 단말들로부터의 데이터 심볼을 검출할 수 있는데 다음 수학식 11과 같다. 이때, 사용된 NOMA 방식에 따라 MUD 방식은 다를 수 있다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000011
상기 수학식 11에서,
Figure PCTKR2017004353-appb-I000009
은 그룹 1의 다중 단말에 대한 채널 보상 항이다. 채널 보상 방식에 따라 위 수학식 2는 변경될 수 있으며, 수학식 2에서 우변에서 두 번째 항목은 2번째 그룹 사용자들로부터의 참조 심볼에 의한 간섭을 나타내고, 세 번째 항목은 변화된 잡음 값이다.
3번째 심볼 y(3)은 1번째 그룹 단말들로부터의 데이터 심볼들과 2번째 그룹 단말들로부터의 참조 심볼들로 구성된다(다음 수학식 12 참조). 따라서, 1번째 그룹 단말들로부터의 데이터 심볼이 복조 되었다면, 2번째 그룹의 참조 심볼에 대한 간섭을 제거하여 채널 추정을 수행할 수 있다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000012
여기서 1번째 그룹 단말들로부터의 데이터 심볼은, 2번째 그룹의 참조 심볼에 대한 간섭을 받은 상태로 복조 되었으므로, 복조에 대한 오류가 존재할 수 있다. 따라서, 2번째 그룹의 참조 심볼을 통한 채널 추정을 반영하여 반복적으로 1번째 그룹 단말들로부터의 데이터 심볼을 검출할 수 있다. 이는 다음 수학식 13과 같이 나타낼 수 있다.
Figure PCTKR2017004353-appb-M000013
이와 같은 방식으로 y(1)에서 y(7)까지의 수신 신호의 반복적인 복조가 가능하다. 그룹 간 반복적 복조 방식 절차를 도식화하면 다음 도 6과 같이 나타낼 수 있다.
도 14는 반복적 다중-그룹 검출을 위한 프로시저를 도시한 도면이다.
도 14에서 각 그룹의 MUD 방식은, NOMA를 지원하는 수신기를 통해 다양하게 정의될 수 있다. 예를 들어, Maximum Likelihood (ML) 검출 또는 Maximum joint A posteriori Probability (MAP), Multiuser Superposition Transmission (MUST)의 Codeword Interference Cancellation (CWIC)과 Sparse Code Multiple Access (SCMA)의 Massage Passing Algorithm (MPA), Interleave Division Multiple Access (IDMA)의 Parallel Interference Cancellation (PIC) 등을 활용할 수 있다. 데이터 심볼의 MUD 방식은 비직교 다중 접속 송수신 설계 방식에 따라 다양하게 정의될 수 있다.
제안하는 방식을 사용하면, 참조 신호의 시퀀스 최대 개수에 그룹 수만큼 배수되어 Massive Connectivity를 지원할 수 있다. 상기 방식에서 참조 신호 호핑 패턴을 예시하면 다음과 같다.
실시예 1: Normal Cyclic Prefix (CP) 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴
도 15는 Normal CP 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴의 예를 도시한 도면이다.
도 15에서는 2개의 서브프레임을 예시하여 참조신호 호핑 패턴을 도시하고 있다. 도 15의 그룹 1은 시스템 환경에 따라 도 12의 Block, Linear, Non-linear Interpolation이 가능하다. 반면에, 다른 그룹들은 참조 신호의 위치가 슬롯의 중심에 위치하지 않고 데이터 심볼과 떨어져 있어 Block Interpolation의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 단말은 참조 심볼을 기준으로 좌우 3개의 심볼을 Block Interpolation 수행함으로써 채널 추정 성능의 열화를 막을 수 있다. 이때, 채널 추정을 위해 슬롯 경계를 넘어서서 채널 추정을 수행한다예를 들어, 도 15의 (a)에 도시된 참조신호 호핑 패턴 0의 그룹 4에서는, 참조 심볼을 기준으로 앞 3개의 심볼(기준 슬롯의 1번째 심볼과 이전 슬롯의 6번째, 7번째 심볼들)에 대해 Block Interpolation을 수행한다. 유사하게 그룹 5는 참조 심볼을 기준으로 뒤 2개의 심볼(기준 슬롯의 7번째 심볼과 다음 슬롯의 1번째 심볼)에 대해 Block Interpolation을 수행한다.
같은 방식으로 다른 그룹과 도 15의 (b)에 도시된 참조 신호 호핑 패턴 1의 그룹들에게도 적용이 가능하다. 또는, Linear Interpolation과 Non-linear Interpolation을 통해 채널 추정 성능을 향상시킬 수 있다.
실시 예 1은 참조신호 호핑 패턴의 예시로써, 다른 방식으로 참조 심볼이 중첩되지 않게 하면서, 각 그룹에서는 참조 심볼의 최대 개수를 모두 사용하는 다른 패턴에도 해당된다.
실시 예 2: Extended CP 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴
도 16은 Extended CP 프레임 구조 기반 참조신호 호핑 패턴의 일 예를 도시한 도면이다.
도 16에서는 2개의 서브프레임을 예시하여 참조신호 호핑 패턴을 도시하고 있다. 도 16의 그룹 1, 2는 시스템 환경에 따라 도 12의 Block, Linear, Non-linear Interpolation이 가능하다. 반면에, 다른 그룹들은 참조신호의 위치가 슬롯의 중심에 위치하지 않고 데이터 심볼과 떨어져 있어 Block Interpolation의 성능이 저하될 수 있다. 따라서, 참조 심볼을 기준으로 좌로 2개, 우로 3개의 심볼을 Block Interpolation 수행함으로써, 채널 추정 성능의 열화를 막을 수 있다. 이때, 채널 추정을 위해 Slot 경계를 넘어서서 채널 추정을 수행한다.
예를 들어, 도 16의 (a)에 도시된 참조신호 호핑 패턴 0의 그룹 3에서는, 참조 심볼을 기준으로 뒤 3개의 심볼(기준 슬롯의 6번째 심볼과 다음 슬롯의 1번째 및 2번째 심볼들)에 대해 Block Interpolation을 수행한다. 유사하게 그룹 4는 참조 심볼을 기준으로 앞 2개의 심볼(기준 슬롯의 1번째 심볼과 이전 슬롯의 6번째 Symbol)에 대해 Block Interpolation을 수행한다. 같은 방식으로 다른 그룹과 도 16의 (b)에 도시한 참조신호 호핑 패턴 1의 그룹들에게도 적용이 가능하다. 또는, Linear Interpolation과 Non-linear Interpolation을 통해 채널 추정 성능을 향상 시킬 수 있다.
실시 예 2는 참조신호 호핑 패턴의 예시로서, 다른 방식으로 참조 심볼이 중첩되지 않게 하면서, 각 그룹에서는 참조 심볼의 최대 개수를 모두 사용하는 다른 패턴에도 해당된다.
Massive Connectivity을 위한 비직교 (non-orthogonal) 다중 접속 단말 그룹핑
앞서 설명한 Massive Connectivity를 위한 참조 신호 호핑 방법의 수행을 위해, 비직교 다중 접속 방식의 단말 그룹핑 방식의 정의와 시그널링이 필요하다.
앞서 설명한 Massive Connectivity를 위한 참조 신호 호핑 방법에서 제시한 참조 신호 호핑 방식의 수행을 위한 비직교 다중 접속 방식의 단말 그룹핑 방식을 제시한다. Massive Connectivity를 위한 참조 신호 호핑 방법에서 단말 그룹에 따른 참조신호 호핑 방식은 그룹간 복조 성능에 차이를 가지게 된다. 그룹 1의 참조신호는 간섭 없이 수신이 가능하므로, 채널 추정 성능을 보장할 수 있고, 각 데이터 심볼의 차등적 간섭 양으로 인하여, 더 좋은 수신 성능을 기대할 수 있다. 예를 들어, 도 13에서 그룹 1의 3번째 심볼은 그룹 2의 참조 심볼로부터의 간섭만 존재하고, 참조 심볼은 미리 알고 있는 정보로써, 간섭 제거 성능이 뛰어나다. 반면에 그룹 2의 5번째 심볼은 그룹 1의 데이터 심볼에 의한 간섭과 그룹 3의 참조 심볼로부터의 간섭이 존재하여 복조 성능이 감소할 수 있다. 반복적인 다중-그룹 검출을 수행하더라도, 존재하는 간섭의 양이 많은 그룹일수록 복조 성능이 감소함을 예상할 수 있다. 따라서, 상위 그룹(예를 들어, 그룹 1이 최상위 그룹)의 수신 복조 성능이 뛰어나, 더 높은 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨로 데이터 전송을 수행할 수 있고, 동일한 자원을 할당하더라도 더 높은 데이터 전송률(Data Rate)을 기대할 수 있다. 반면에 하위 그룹(예를 들어, 그룹 5가 최하위 그룹)의 수신 복조 성능은 낮아, 낮은 MCS 레벨로 데이터 전송을 수행해야 한다.
또한, 상위 그룹은 더 많은 데이터 심볼을 전송할 수 있고, 하위 그룹은 상위 그룹의 참조 심볼 검출을 위한 널 심볼(Null Symbol)의 사용으로 인하여 상위 그룹 보다는 적은 데이터 심볼을 전송해야 한다. 따라서, 그룹 간의 MCS 레벨과 제공할 수 있는 데이터 전송률을 고려한 단말 스케줄링 및 단말 그룹핑이 필요하다.
그룹 그룹핑 방법 1
기지국은 단말의 스케줄링 요청(Scheduling Request, SR)과 요구하는 데이터 전송률을 기준으로 전송 트래픽이 많은 단말을 상위 그룹에 할당하고 전송 트래픽 적은 단말을 하위 그룹에 할당할 수 있다. 여기서, 전송 트래픽의 양은 단말이 데이터 채널(예를 들어, physical uplink shared channel (PUSCH))를 통해 버퍼 상태 보고(Buffer State Report, BSR)에 포함시켜 기지국으로 전송해 줌으로써 기지국이 트래픽 양을 인지할 수 있다, BSR은 Regular BSR, 주기적(Periodic) BSR 또는 Padding BSR로 전송이 가능하다
그룹 그룹핑 방법 2
기지국은 단말의 타이밍 거리(Timing Distance)에 따라, 유사한 타이밍 거리 가지는 단말들 그룹으로 설정할 수 있다. 타이밍 거리는 물리적인 거리뿐만 아니라 단말의 다중경로에 의한 전파지연이나 시스템 환경에 따라 결정될 수 있다. 이때, 타이밍 거리가 멀리 떨어져 있는 단말 그룹을 상위 그룹으로 할당하여, 데이터 전송률(Data Rate)을 보장할 수 있다.
그룹 그룹핑 방법 3
기지국은 단말의 공평성(Fairness) 지수를 기준으로 단말들을 그룹핑할 수 있다. 단말의 공평성 지수가 낮은 사용자들을 상위 그룹에 할당하여, 공평성을 보장할 수 있다. 이때, 공평성 지수는 기존의 비례적 공평(Proportional Fairness)을 기준으로 결정될 수 있고, 다른 공평성 지수들을 통해서 정의될 수 있다. 예를 들어 Jain's Fairness Index, Max-min Fairness 등 다양한 지수를 사용할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 그룹 그룹핑 방식을 사용하면, 비직교 다중 접속 방식의 단말 그룹핑 공평성을 지원할 수 있다.
이하에서는 앞서에서 설명한 단말 그룹핑 정보 교환 및 Massive Connectivity을 위한 참조신호 호핑 패턴발명 1의 처리절차를 예시하면 다음과 같다.
도 17은 Massive Sporadic Packet Service를 위한 프로시저를 예시적으로 도시한 도면이다.
도 17에서는 비직교 멀티-그룹 다중 접속 방식의 구조를 예시한다. 단말(UE)은 스케줄링 요청(SR) 신호를 통해 자신의 상향링크 트래픽 전송 요구를 기지국(eNB)에 전달할 수 있다(S1710). 기지국은 단말의 채널환경과 다른 단말의 상태를 기반으로 앞서 설명한 그룹 그룹핑 방법(예를 들어, 그룹 그룹핑 방법 1, 2 및 3)을 기반으로 스케줄링을 수행할 수 있다(S1720). 그리고, 기지국은 앞서 설명한 그룹 그룹핑 방법들(예를 들어, 그룹 그룹핑 방법 1, 2 및 3) 중 적어도 하나에 기초하여 단말 그룹핑을 수행한다(S1730). 단말의 비직교 다중 접속 그룹이 결정되면, 기존 시스템과 달리 제어 채널(예를 들어, Physical Downlink Control CHannel, PDCCH)의 상향링크 스케줄링 grant (예를 들어, UL Grant)를 통해 그룹 인덱스와 비직교 다중 접속을 위한 제어 정보(예를 들어, MUST를 위한 파워 할당 정보 또는 SCMA를 위한 코드북 인덱스, IDMA를 위한 인터리버 인덱스 등), MCS 레벨 등을 단말에게 전송해 줄 수 있다(S1740). 여기서 참조 신호 호핑 패턴은 Cell-specific으로 사전에 정의될 수도 있고, 기지국이 UL Grant에 포함하여 참조 신호 호핑 패턴인덱스를 단말에게 알려줄 수도 있다. 또한, MCS 레벨은 그룹 단위로 정의될 수도 있고, User-specific으로 결정될 수도 있다.
단말은 UL Grant에 포함된 그룹 인덱스와 자원 할당 정보를 기반으로 데이터 심볼과 참조 심볼을 자원에 맵핑하여 상향링크 데이터를 기지국으로 전송할 수 있다(S1750 및 S1760). 기지국은 멀티-그룹에 대한 반복적 복조를 수행하고, 각 그룹의 복조 안에서 MUD를 수행하여 멀티-그룹 멀티 단말의 신호를 복조한다(S1770). 기지국은 복조된 신호를 기반으로 ACK 또는 NACK 피드백 신호를 단말에 전송한다(S1780).
이상에서 살펴본 바와 같이, 시퀀스 기반의 참조 심볼의 최대 개수 이상을 지원하면서 복조가 가능한 비직교 멀티-그룹 다중 접속 방식이 수행될 수 있다. 본 발명에서는 상향링크를 기반으로 송신 주체가 단말, 수신 주체가 기지국으로 설명하였으나, 하향링크의 데이터 채널(Physical Downlink Shared CHannel, PDSCH)와 Cell-specific RS의 배치에 맞게 적용이 가능함은 자명하다.
이하에서는 NR(New RAT)에서 제안되는 프레임 구조인 self-contained 프레임에 대해 설명한다.
도 18은 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조의 일례를 나타낸다.
차세대 무선 통신 시스템의 저지연 요구조건으로 1ms의 데이터 전송 지연이 제안될 것으로 보인다. 1ms의 데이터 전송 지연을 확보하기 위해서 단일 서브프레임 내에 항상 하향링크 제어 채널과 상향링크 제어 채널이 존재하는 self-contained 서브프레임의 구조가 제안되고 있다. 도 18과 같이 self-contained 서브프레임의 구조는 제어 채널과 데이터 채널이 시분할되는 특징을 가진다. 도 18을 참조하면, DL 제어 정보, DL 동기 신호, 시스템 정보 등이 전송될 수 있는 DL 제어 채널(1810), DL 또는 UL 데이터가 전송될 수 있는 데이터 채널(1820), UL 제어 정보 또는 UL 동기 신호 등이 전송될 수 있는 UL 제어 채널(1840)과 데이터 채널과 UL 제어 채널 간의 가드 구간(1830, guard period; GP)가 TDM 방식으로 배치될 수 있다. 참조 신호(RS)는 도 18의 좌측도와 같이 DL 제어 채널(1810)에 포함되어 전송될 수 있고 또는 도 18의 우측도와 같이 제어 채널을 제외하고 가장 앞선 심벌에 전송될 수 있다.
또한, 도 10과 같이 기존 LTE에서 제안하는 UL DMRS와 달리 저지연 요구조건을 달성하기 위해서는 self-contained 서브프레임에서 참조 신호의 위치를 데이터 영역 또는 제어 영역의 가장 앞 심벌에 위치시키는 것이 유리하다. 따라서, self-contained 서브프레임에 적합한 참조 신호의 부분 중첩(partially overlapping)에 대한 정의가 필요하다. 또한, 경쟁 기반 다중 접속(contention based MA)을 고려한 참조 신호의 부분 중첩에 대한 정의도 필요하다. 또한, self-contained 서브프레임에 적합한 데이터의 부분 중첩에 대한 정의와 경쟁 기반 다중 접속을 고려한 데이터의 부분 중첩에 대한 정의가 필요하다.
추가적으로, 상술하는 방식은 시간 영역(time domain)의 부분 중첩에 대해 기술하고 있으나, 후술하는 제안 방식은 시간, 주파수, 코드, 성상도(constellation) 영역에 대해 모두 고려한다.
본 발명에서는 Self-contained 서브프레임에 적합한 참조 신호의 부분 중첩(partially overlapping)에 대한 기법을 제안한다. 추가적으로 경쟁 기반 다중 접속을 고려한 참조 신호의 부분 중첩에 대한 기법을 제안한다. 본 명세서에서는 부분 중첩의 방식을 기존 방식의 시간 영역에 국한하지 않고, 주파수, 시간, 코드, 성상도 영역에 대해 제안한다. 본 명세서에서 non-orthogonal coded multiple access (NCMA)를 기반으로 설명하나, 다른 NOMA 기법을 기반으로 하는 것은 배제되지 않는다. 다른 NOMA 기법으로의 대체는 단순한 중첩 방식의 변경으로 이해할 수 있다. 이하에서는 다양한 NOMA 기법이 적용되는 다중 사용자 중첩 방식을 설명한다.
1. DC-NCMA (Density control NCMA)
본 명세서에서는 partially overlapping NOMA (POMA) 방식에서, self-contained 서브프레임의 참조 신호를 기반으로 POMA의 참조 신호와 데이터의 패턴을 제안한다. 상기 언급한 바와 같이 NR에서 다루어지는 self-contained 서브프레임의 특징 중 하나인 저지연(low latency) 달성을 위해서는 참조 신호의 위치를 데이터 영역(Data Zone) 또는 제어 영역(Control Zone)의 가장 앞 심벌에 위치시키는 것이 유리하다. 따라서, POMA 방식이 적용되는 기존 LTE에서의 상향링크 참조 신호 패턴을 도 19와 같이 변경할 수 있다.
도 19는 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조 기반 참조 신호 및 데이터 패턴의 일례를 나타낸다.
도 19를 참조하면, UE1 내지 UE3으로 나타내었으나, 도 13과 같이 사용자 Group 1에서 Group 3으로 나타낼 수 있다. 도 13에서 기술된 것처럼 UE1 (또는 Group 1)의 참조 신호(RS)는 간섭 없이 수신이 가능하며, 이를 기반으로 채널 추정을 수행한 후, 데이터 복호를 수행한다. 또한, UE2에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째 심벌은 UE1의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)시킨다.
UE1 (또는 Group 1)의 복호된 데이터를 기반으로 알려진 시퀀스(known sequence)로써, UE2 (또는 Group 2)의 참조 신호에서 UE1 (또는 Group 1)의 복호된 데이터를 제거한 채로 검출(또는 복호)을 수행한다. 같은 방식으로 UE1 (또는 Group 1)의 복호된 데이터와 UE2 (또는 Group 2)의 참조 신호를 통한 채널 추정을 기반으로 UE2 (또는 Group 2)의 데이터를 복호한다. 또한, UE3에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째, 두 번째 심벌은 UE1, UE 2의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)시킨다. 같은 방식으로 전체 UE class 또는 사용자 group에 대한 반복적 검출(iterative detection)을 수행할 수 있다.
상기 방식은 MMSE-IRC 또는 SIC 등의 MUD 방식에서 첫 번째 복호되는 UE 또는 사용자 group의 참조 신호는 간섭을 받지 않아, 순차적 MUD 수행시 복호율을 높일 수 있다. 경쟁 기반 전송을 가정하는 경우, 모든 UE (또는 사용자 group)의 전송 데이터 사이즈는 같은 경우로써, 이 경우 UE1은 UE2, UE3에 비해 더 낮은 부호율(code rate)로 전송하도록 할 수 있다. 모든 UE (또는 사용자 group)의 전송 데이터 사이즈가 다른 경우, UE1, UE2, UE3의 부호율은 같거나 다를 수 있다. 경쟁 기반 전송에서 동일 단위 내에서 계층적 구조를 가지지 않는 경우 도 20과 같이 나타낼 수 있다.
도 20은 본 명세서의 실시예에 따른 self-contained 서브프레임 구조 기반 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴의 다른 예를 나타낸다.
도 20을 참조하면, UE1, UE2, UE3가 다중 중첩 사용하는 자원이, 서브프레임 단위를 넘어서 참조 신호와 데이터의 할당 패턴을 가지거나(2010), 또는 서브프레임 내에서 참조 신호와 데이터의 할당 패턴을 가지는(2020) 2가지 경우를 도시하고 있다.
UE1, UE2, UE3가 다중 중첩 사용하는 자원이 서브프레임 단위를 넘어서 할당되는 경우(2010), UE2에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째 심벌은 UE1의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)되고, UE3에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째, 두 번째 심벌은 UE1, UE 2의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)된다. 도 19와는 달리 도 20에서는 서브프레임 단위를 넘어서므로 모든 UE가 동일한 사이즈의 데이터를 전송할 수 있다.
또한, UE1, UE2, UE3가 다중 중첩 사용하는 자원이 서브프레임 내에서 할당되는 경우(2020), UE1에 대한 self-contained 서브프레임의 마지막 2개의 심벌은 널링된다. 또한, UE 2에 대한 self-contained 서브프레임의 마지막 심벌도 널링된다. 마찬가지로, UE2에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째 심벌은 UE1의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)되고, UE3에 대한 self-contained 서브프레임의 첫 번째, 두 번째 심벌은 UE1, UE 2의 참조 신호에 간섭의 영향을 줄이기 위해 널링(nulling)된다.
도 20은, 채널을 시간대 별로 나누어 충돌 위험을 줄이는 slotted ALOHA와 같은 방식으로 동작하며, 수신단(기지국)은 첫 번째 UE (또는 사용자 group)의 검출(또는 복호)을 기반으로 순차적인 데이터 복호가 가능하다. 도 20에서는, 서브프레임 내에서 심벌 오프셋(Symbol Offset)의 방식으로 도시하고 있으나, 슬롯 오프셋(Slot Offset) 또는 서브프레임 오프셋(Subframe Offset)을 통해 참조 신호의 신뢰도(Reliability)를 계층적으로 제공하면서, 다중 사용자 중첩이 가능함은 자명하다. 또한, 상기 동작은 하나의 서브프레임 단위를 넘어서는 심벌 오프셋으로 나타냈으나, 하나의 서브프레임 내에서 모든 참조 신호와 데이터가 중첩되는 경우를 포함한다. 즉, 도 20의 UE 1 내지 UE 3는 하나의 서브프레임 내에 존재한다. 상기 언급된 방식에서, UE 1 내지 UE 3는 단일 사용자로 표현되었으나, UE Group 1 내지 UE Group 3로 대체 될 수 있으며, UE Group 각각은 다중 사용자 중첩 방식으로 중첩된 symbol들의 집합을 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 언급하는 밀도(density)는 기준 자원 영역 안에서, 각 사용자에 대한 참조 신호와 데이터가 차지하는 정도를 나타낸다. 따라서, 단말 특정(또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴으로 정의할 수 있다. 단말 특정(또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 시그널링의 정의는 다음과 같다.
1) 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 인덱스는 다른 단말 특정 정보와 결속(tie)되어 전송될 수 있다. 예를 들어, NOMA 기법을 위한 단말 특정 코드워드(codeword) 또는 확산(spreading) 또는 인터리빙 패턴(interleaving pattern) 등을 위한 지시자 인덱스(indication index)와 결속될 수 있다. (예를 들어, 단말 특정 NCC)
2) 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 인덱스는 RRC 연결 단계에서 사전에 정의될 수 있다.
3) 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 인덱스는 UL 또는 DL 데이터 트래픽의 발생에 따라 제어 채널로 지시될 수 있다. (예를 들어, PDCCH의 DCI format에 포함된다.)
4) 단말은 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 인덱스의 전송 없이 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴에 대한 인덱스는 사용자가 임의로 선택하여 수신단에 전송할 수 있다. 이 때, 전송하려는 데이터에 CRC 체크에 대한 정보를 포함하여 수신단은 블라인드 검출을 통해 패턴을 확인한다.
상기 방식들에서 단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴은 다수 사용자에게 동일하나, 다른 기준 영역을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 언급된 slotted ALOHA 동작을 수행할 수 있다. 이 경우단말 특정 (또는 사용자 그룹 특정) 밀도 패턴은 사전에 정의되어 브로드캐스팅 될 수 있다. (예를 들어, MIB 정보 또는 SIBx 정보로써 전송될 수 있다.)
상기 방식들에서 기준 단위를 서브프레임으로 표현하였으나, 계층적 중첩의 정도의 기준 단위는 시간 영역에서 심벌, 슬롯, 서브프레임, 프레임 등으로 다양할 수 있다.
상기 방식들에서 기준 영역을 시간 영역으로 설명하였으나, 주파수 영역의 서브캐리어, 서브밴드, 밴드 등으로 다양할 수 있다.
2. BC-NCMA (Bandwidth and/or time control NCMA)
본 명세서에서는 다중 사용자가 시간/주파수 영역에서 중첩될 때, 그 크기가 사용자에 따라 다른 형태를 제안한다. 기준 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 사용자는 단말 특정 자원 영역(User specific resource region)을 가진다. 여기서, 사용자들은 서로 다른 자원 영역의 크기를 가지며, 자원 영역의 위치 또한 다를 수 있다. 예를 들어 도 21과 같이 예시할 수 있다.
도 21은 본 명세서의 실시예에 따른 주파수 밴드 또는 심벌 내에서 다수 사용자가 사용하는 중첩 자원의 일례를 나타낸다.
도 21은 기준 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 다수 사용자가 중첩되는 형태를 나타낸다. 여기서, Cr은 부호율(code rate)을 의미하며, A, B, C는 같거나 다를 수 있으며, A≤B≤C의 형태가 될 수 있다. 운영 방식에 따라 A, B, C의 배치(ordering)는 다르게 나타날 수 있다.
도 21의 좌측도는 3명의 사용자(UE 1 내지 UE 3)가 하나의 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 중첩된 형태를 나타낸다. UE 1은 A의 부호율로 전체 기준 영역에 데이터를 전송하며, UE 2와 UE 3는 기준 영역의 일부에서 B의 부호율로 데이터를 전송한다.
같은 방식으로 도 21의 우측도에서 7명의 사용자(UE 1 내지 UE 7)에 대한 중첩이 예시될 수 있다. 여기서 UE 1의 부호율 A가 다른 사용자의 부호율 보다 작은 값을 가진다면, 수신단은 UE 1의 데이터를 먼저 복호하고, 복호된 신호를 기반으로 UE 2의 데이터의 복호를 수행 시 알려진 시퀀스(known sequence)로써 간섭 제거(interference cancellation)를 수행할 수 있다. 단말 특정 자원 영역과 부호율의 계층적 구조를 기반으로 코딩 이득(Coding gain)의 차이가 존재한다. 따라서, 순차적인 간섭 제거를 수행할 때, 복호 성공률을 증가 시킬 수 있다.
단말 특정 자원 영역에 대한 시그널링의 정의는 다음과 같다.
1) 단말 특정 자원 영역에 대한 인덱스는 다른 단말 특정 정보와 결속(tie)되어 전송될 수 있다. 예를 들어, NOMA 기법을 위한 단말 특정 코드워드(codeword) 또는 확산(spreading) 또는 인터리빙 패턴(interleaving pattern) 등을 위한 지시자 인덱스(indication index)와 결속될 수 있다. (예를 들어, 단말 특정 NCC)
2) 단말 특정 자원 영역에 대한 인덱스는 RRC 연결 단계에서 사전에 정의될 수 있다.
3) 단말 특정 자원 영역에 대한 인덱스는 UL 또는 DL 데이터 트래픽의 발생에 따라 제어 채널로 지시될 수 있다. (예를 들어, PDCCH의 DCI format에 포함된다.)
4) 단말 특정 자원 영역에 대한 인덱스의 전송 없이 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말 특정 자원 영역에 대한 인덱스는 사용자가 임의로 선택하여 수신단에 전송할 수 있다. 이 때, 전송하려는 데이터에 CRC 체크에 대한 정보를 포함하여 수신단은 블라인드 검출을 통해 자원 영역을 확인한다.
상기 명세서에서, UE의 중첩 정도는 다를 수 있다.
예를 들어, 도 21의 좌측도에서 UE 1과 UE 2만 중첩될 수 있다 (UE 3은 없는 경우). 이 경우, UE 2의 중첩에 의한 간섭 정도는 변화가 없으나, UE 1의 경우 UE 2로부터의 간섭은 존재하나 UE 3으로부터의 간섭이 존재하지 않아 UE 1의 복호 성공률이 증대된다. 따라서, UE 1을 먼저 복호한 뒤, UE 2를 복호함으로써, 전체 중첩 사용자 데이터의 복호 성공률을 증대 시킬 수 있다.
같은 방식으로 도 21의 우측도에서도 중첩된 정도의 차등을 통해 복호 순서를 정할 수 있다. 중첩된 정도가 적은 사용자의 데이터부터 복호하고, 복호된 데이터에 대한 제거(cancellation)를 통해 순차적인 간섭 제거를 수행할 수 있다.
상기 실시예에서 UE의 전력은 다를 수 있다.
예를 들어, 도 21의 좌측도에서 UE 2와 3의 주파수 톤(또는 서브캐리어) 당 전력(또는 시간 심벌 당 전력)이 UE 1의 주파수 톤 당 전력(또는 시간 심벌 당 전력)보다 클 수 있다. 이 경우, UE 2와 3의 SIR(Signal to Interference Ratio)이 UE 1의 SIR보다 크기 때문에 UE 2 또는 3의 복호를 먼저 수행하고, 복호된 데이터를 기반으로 UE 1의 복호 시 간섭 제거를 수행한다. 상기 방식은 UE 1에 더 큰 전력이 할당되고, UE 2와 3에 작은 전력이 할당된 경우에는 반대의 복호 순서로 동작할 수 있다.
상기 방식은 도 21의 우측도에서와 같이 중첩의 정도가 높은 경우에도, 차등적 전력 할당을 통해 같은 방식으로 달성될 수 있다.
상기 발명에서, UE x는 단일 사용자로 표현되었으나, UE Group x 로 대체 될 수 있으며, UE Group 각각은 다중 사용자 중첩 방식으로 중첩된 심벌들의 집합을 나타낼 수 있다.
또한, 앞서 서술한 NOMA 기법 1.과 2.를 결합하여 중첩 밀도의 제어와 단말 특정 자원 영역의 제어를 동시에 사용할 수 있다.
예를 들어, 차세대 수신단의 유형에 따라, 사용자 간에 비대칭적 대역폭 및 EPRE(Energy per RE)를 할당한 후에, 사용자 1의 펑쳐링 레이트(puncturing rate)를 제어할 수 있다. 이때, 사용자 1은 더 넓은 자원 영역을 가질 가능성이 있다. 예를 들어, 3명의 사용자가 중첩되었을 때, 도 22 내지 도 24와 같이 예시할 수 있다.
도 22는 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 일례를 나타낸다.
도 22는 POMA(partially overlapping NOMA) 방식이 적용되는 참조 신호와 데이터의 패턴과 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 다수 사용자가 중첩되는 형태를 둘 다 나타낸다. UE 1은 전체 대역 또는 전체 심벌 내에 패턴(R1, D1)이 할당되고, UE 2와 UE 3는 각각 전체 대역의 절반 또는 전체 심벌의 절반인 구간 내에 패턴(R2, D2 / R3, D3)이 할당한다.
만약 수신단에서 SIC(Successive Interference Cancellation)가 수행된다 하였을 때, 수신단은 UE 1의 데이터를 먼저 복호하고, 복호된 데이터에 대한 제거(cancellation)를 통해 UE 2와 UE 3의 데이터의 복호를 수행하여 순차적인 간섭 제거를 수행할 수 있다.
도 23은 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 다른 예를 나타낸다.
도 23은 POMA(partially overlapping NOMA) 방식이 적용되는 참조 신호와 데이터의 패턴과 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 다수 사용자가 중첩되는 형태를 둘 다 나타낸다. UE 1은 전체 대역 또는 전체 심벌 내에 패턴(R1, D1)이 할당되고, UE 2와 UE 3는 각각 전체 대역의 절반 또는 전체 심벌의 절반인 구간 내에 패턴(R2, D2 / R3, D3)이 할당한다.
만약 수신단에서 symbol-level ML(Maximum Likelihood) 또는 병렬 복호(parallel decoding)가 수행된다 하였을 때, 수신단은 UE 1의 데이터를 복호하기 위해 펑쳐링(puncturing)을 사용한다. 즉, UE 1이 참조 신호 또는 데이터를 전송하기 위해 전체 대역 또는 전체 심벌을 다 사용하지 않고 일부를 펑쳐링시켜서, 수신단이 UE 2와 UE 3의 데이터를 복호할 때 간섭이 미치지 않게 하는 방법이다.
즉, 신뢰도가 좋은 UE 1이 전체적인 신뢰도의 균형을 맞추기 위해 자신의 신뢰도는 손해 보면서 UE 2와 UE 3의 일부 데이터의 신뢰도를 높여주는 것이다. symbol-level ML 또는 병렬 복호는 UE 1과 UE 2, UE 3의 신뢰도가 비슷한 경우에 사용되는 복호 기법이기 때문이다.
도 24는 본 명세서의 실시예에 따른 참조 신호 패턴 및 데이터 패턴을 고려하여 단말 특정 자원 영역을 제어하는 또 다른 예를 나타낸다.
도 24는 POMA(partially overlapping NOMA) 방식이 적용되는 참조 신호와 데이터의 패턴과 주파수 밴드 또는 시간 심벌 안에서 다수 사용자가 중첩되는 형태를 둘 다 나타낸다. UE 1은 전체 대역 또는 전체 심벌 내에 패턴(R1, D1)이 할당되고, UE 2와 UE 3는 각각 전체 대역의 절반 또는 전체 심벌의 절반인 구간 내에 패턴(R2, D2 / R3, D3)이 할당한다.
만약 수신단에서 SIC가 수행된다 하였을 때, 수신단은 UE 1의 데이터를 복호하기 위해 펑쳐링(puncturing)을 사용한다. 여기서는, UE 1이 참조 신호 또는 데이터를 전송하기 위해 전체 대역 또는 전체 심벌을 다 사용하지 않고 일부를 펑쳐링시켜서, UE 2와 신뢰도의 균형을 맞추고자 한다. UE 1은 UE 3와 중첩되는 자원에 대해서는 펑쳐링을 수행하지 않으므로 UE 3는 간섭이 있어 신뢰도가 UE 1과 UE 2에 비해 낮을 것이다.
이때, UE 1과 UE 2의 신뢰도는 유사할 것이므로 수신단은 UE 1과 UE 2의 데이터를 병렬 복호한다. UE 1과 UE 2의 데이터가 복호된 이후에, 신뢰도가 가장 낮은 UE 3의 데이터를 SIC를 수행하여 검출할 수 있다.
상기 발명은 UL 관점에서 설명되었으나 DL에서도 동일하게 적용될 수 있다. DL에서 펑쳐링 레이트의 제어는 차세대 수신단 유형의 UE capability 보고에 기초해야 한다. 예를 들어, UE 3은 SIC가 수행될 수 있지만 UE 2는 SIC가 수행되지 못하는 경우, 도 24에서 UE 1의 불균등한 펑쳐링(non-uniform puncturing)에 기반한 서브 영역은 유용할 수 있다.
3. CC-NCMA (Constellation and/or coding rate control NCMA)
본 실시예에서는 자원에 따라 변조 또는 부호율의 정도가 변화하는 다중 사용자 중첩 방식에 대해 제안한다.
3.1 Hierarchical modulation order based NCMA
본 명세서에서는 동일 자원 영역에 대해서, 단말 특정 변조 패턴(User specific modulation pattern)을 통해, 동일한 데이터 전송률(data rate)을 제공하지만, 변조 차수(modulation Order)가 변동하는 방식을 제안한다. 동일한 자원 영역에 NOMA 기법을 통해 (예를 들어, NCMA) 다수 사용자의 데이터가 중첩된다고 가정한다. 이때, 단말 특정 변조 패턴을 기반으로 각 자원 요소에 대하여 계층적 변조 차수(Hierarchical modulation order)로 데이터를 전송한다. 예를 들어, 도 25와 같은 방식으로 전송 가능하다.
도 25는 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴을 통해 변조 차수가 변동하는 일례를 나타낸다.
도 25에서, 기존 방식(2500)은 가장 왼쪽의 4개의 자원 요소에 대하여 각 자원 요소는 QPSK를 통해 2bits의 데이터를 전송한다. 제안하는 방식(2510, 2520, 2530, 2540, 2550, 2560)에서는 도 25의 UE 1에서 UE 6의 구성과 같이 자원 요소 마다 다른 변조 차수가 사용된다.
예를 들어, UE 1은 첫 번째 자원 요소에서 QPSK를 사용하여 2bits의 데이터를 전송하지만, 두 번째 자원 요소에서 BPSK로 1bit의 데이터를 전송한다. 같은 방식으로, 세 번째 자원 요소는 BPSK, 네 번째 자원 요소는 16QAM의 전송으로 각각 1bit, 4bits의 데이터 전송이 가능하다. 상기 변조 차수 패턴은 단말 특정 변조 패턴으로 정의될 수 있다.
상기 방식(2510)에서 UE 1이 전송하는 데이터는 2bit+1bit+1bit+4bit= 8bit 으로 기존 방식(2500)의 2bit*4 = 8bit와 같다. 상기 예시는 Transmission bits/User = 8bits per 4RE으로 고정된다. 따라서, 데이터 전송률의 변화 없이 계층적 변조 기반의 중첩 전송이 가능하다. 반면에, Transmission bits/User을 고정하지 않고, 다수 사용자의 Transmission bits/User이 다를 경우, 다른 변조 패턴을 사용할 수도 있다.
도 25에서 Var(I)는 MUI의 간섭 전력 변화 (interference power variance of MUI)를 의미하고, E(I)는 MUI의 기대 간섭 전력 (expected interference power of MUI)를 의미한다. NOMA를 기반으로 다수 사용자가 중첩되어 전송된다면, 단말 특정 변조 차수의 차이에 따라 각 자원 요소의 MUI 값에 대한 전력의 기대 값과 변화 값의 변화가 있을 수 있다.
예를 들어, 도 25의 UE1과 UE2의 변조 패턴(2510, 2520)에 대한 네 번째 자원 요소의 경우, UE1에서 UE2로의 E(I) 값은 1로 고정될 수 있으나, Var(I) 값은 0.32가 될 수 있다. (Var(I)=E(I)^2-E(I^2), I는 정보 비트에 따라 변조되면서 성상도의 전력에 차이가 존재한다.) 상기 예시에서 UE3과 UE4의 첫 번째 자원 요소의 경우, UE3과 UE4 사이의 E(I) 값은 1로 고정되고, Var(I) 값은 0이 될 수 있다. 상기 예시에서 UE3과 UE4의 변조 패턴(2530, 2540)에 대한 네 번째 자원 요소의 경우, UE3에서 UE4로의 E(I) 값은 0이고, Var(I) 값은 0 이다. 상기 예시에서 UE5와 UE6의 변조 패턴(2550, 2560)에 대한 첫 번째 자원 요소의 경우, UE5에서 UE6로의 E(I) 값은 1로 고정될 수 있으나. Var(I) 값은 0.38이 될 수 있다.
따라서, 각 사용자의 단말 특정 변조 패턴에 따라 UE 쌍 마다 간섭의 기대 값과 변화 값이 변동될 수 있어, 인터리빙되고 코딩된 비트 스트림(Interleaved Coded Bit Stream)이 변조되면서 간섭 관점에서 타이버시티를 얻을 수 있다. 즉, 사용자마다 간섭을 받는 정도가 코딩된 비트(coded bit)에 의해 형성된 변조의 성상도에 의해 다르게 나타난다. 또한, 상기 언급된 인터리빙되고 코딩된 비트 스트림에 대한 인터리버(Interleaver)는 사용자에 따라 다를 수 있다. 따라서, 단말 특정 인터리버에 의해 상기 간섭의 정도가 정보 비트에 대하여 다양한 패턴으로 나타날 수 있다. 상기 방식을 통해, 다중 사용자 중첩 전송에 대한 간섭 분산을 통해 수신단의 MUD 성능을 증대 시킬 수 있다.
상기 실시예에서 각 변조 패턴에 따른 성상도에 상관없이 전송 주파수 톤들의 평균 전력은 같을 수 있다. 이 경우, 도 25에서와 같이 다중 사용자 중첩에 의한 MUI의 기대 값은 1(E[I]=1, tone에 0이 실리는 경우 제외)로 일정하다.
상기 실시예에서 각 변조 패턴에 따른 성상도의 평균 전력은 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 그림에서 QPSK의 주파수 톤 당 전력(또는 심벌 당 전력)은 16QAM의 주파수 톤 당 전력(또는 심벌 당 전력)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 16QAM의 평균 성상도 전력(average constellation power)이 QPSK의 평균 성상도 전력보다 2배 크다고 가정하자. 이 경우, 다중 사용자 중첩에 의한 MUI의 기대 값은 16QAM에서 QPSK로는 2(E[I]=2), QPSK에서 16QAM으로는 1(E[I]=1)로 나타날 수 있다. 즉, 높은 변조 차수에 높은 신뢰도를 제공함으로써 더 많은 정보 비트에 대한 신뢰도를 제공하고, 이를 통해 전체 데이터의 신뢰도를 증대할 수 있다.
이 경우, UE 2와 3의 SIR이 UE 1의 SIR보다 크기 때문에 UE 2 또는 3의 복호를 먼저 수행하고, 복호된 데이터를 기반으로 UE 1의 복호 시 간섭 제거를 수행한다. 상기 방식은 UE 1에 더 큰 전력이 할당되고, UE 2와 3에 작은 전력이 할당된 경우에는 반대의 복호 순서로 동작할 수 있다. 상기 방식은 도 21의 우측도에서와 같이 중첩의 정도가 높은 경우에도, 차등적 전력 할당을 통해 같은 방식으로 달성될 수 있다.
상기 설명된 변조 패턴을 예시하면, 다음 표 3과 같다. 즉, 표 3은 도 25의 변조 패턴을 표로 나타낸다. 하기 표 3의 예시에서는 변조 패턴이 적용되는 단위는 4개의 자원 요소이며, 기준 변조 차수는 QPSK로 총 2bit*4=8bit 전송을 4개의 RE에서 수행하는 경우를 예시한다. 하기에서 'X'는 변조 심벌이 전송되지 않음을 의미한다. 즉, 널 심벌(Null Symbol)이 전송되어 간섭을 없애는 것을 의미한다.
Modulation Pattern Index RE 1 RE 2 RE 3 RE 4
1 QPSK BPSK BPSK 16QAM
2 BPSK QPSK 16QAM BPSK
3 QPSK 16QAM QPSK X
4 QPSK X QPSK 16QAM
5 64QAM BPSK X BPSK
6 X 64QAM QPSK X
… … … … …
단말 특정 변조 패턴에 대한 시그널링의 정의는 다음과 같다.
1) 단말 특정 변조 패턴에 대한 인덱스는 다른 단말 특정 정보와 결속(tie)되어 전송될 수 있다. 예를 들어, NOMA 기법을 위한 단말 특정 코드워드(codeword) 또는 확산(spreading) 또는 인터리빙 패턴(interleaving pattern) 등을 위한 지시자 인덱스(indication index)와 결속될 수 있다. (예를 들어, 단말 특정 NCC)
2) 단말 특정 변조 패턴에 대한 인덱스는 RRC 연결 단계에서 사전에 정의될 수 있다.
3) 단말 특정 변조 패턴에 대한 인덱스는 UL 또는 DL 데이터 트래픽의 발생에 따라 제어 채널로 지시될 수 있다. (예를 들어, PDCCH의 DCI format에 포함된다.)
4) 단말 특정 변조 패턴에 대한 인덱스의 전송 없이 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말 특정 변조 패턴에 대한 인덱스는 사용자가 임의로 선택하여 수신단에 전송할 수 있다. 이 때, 전송하려는 데이터에 CRC 체크에 대한 정보를 포함하여 수신단은 블라인드 검출을 통해 패턴을 확인한다.
상기 단말 특정 변조 차수를 고려한 송수신기 구조는 도 26과 같이 나타낼 수 있다.
도 26은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 26을 참조하면, 송신단(UEs)에서는 단말 특정 변조 패턴에 따라 단말 특정 변조 차수를 사용하여 정보 비트를 변조할 수 있다. 수신단(eNB)에서는 MUD에서 단일 검출을 수행을 예시하나, 반복적(iterative cancellation) (예를 들어, PIC, SIC 등) 또는 ML approaches (예를 들어, MAP, MPA 등) 등이 사용될 수 있으며, 수신단 알고리즘(receiver algorithm)에 따라 단말 특정 변조 패턴 정보를 기반으로 MUD를 수행할 수 있다.
상기 실시예는 자원 요소 대해 예시하였으나, 자원 블록 단위, 대역폭 단위, 심벌 단위, 공간 자원(spatial resource) 단위 등에서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 실시예는 Transmission bits/User을 고정한 상태로 예시하였으나, Transmission bits/User을 고정하지 않고, 다수 사용자의 Transmission bits/User이 다른 경우에도 적용 가능하다. Transmission bits/User가 달라지면 변조 패턴도 달라지므로, 다른 변조 패턴과 다른 Transmission bits/User을 사용할 수 있다.
상기 실시예에서, UE x는 단일 사용자로 표현되었으나, UE Group x로 대체 될 수 있으며, UE Group 각각은 다중 사용자 중첩 방식으로 중첩된 심벌들의 집합을 나타낼 수 있다.
3.2. Hierarchical coding rate based NCMA
본 실시예에서는 동일 자원 영역에 대해서, 단말 특정 부호율 패턴(User specific coding rate pattern)을 통해, 동일한 전송률을 제공하지만, 부호율이 변동하는 방식을 제안한다. 동일한 자원 영역에 NOMA 기법을 통해 (예를 들어, NCMA) 다수 사용자의 데이터가 중첩된다고 가정한다. 이 때, 단말 특정 부호율 패턴을 기반으로 각 자원 요소에 대하여 계층적 부호율(Hierarchical coding rate)로 데이터를 전송한다. 단말 특정 부호율 패턴은 상기 실시예 3.1의 단말 특정 변조 차수의 설명과 유사하게 도 27과 같이 적용될 수 있다.
도 27은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 부호율 패턴을 통해 부호율이 변동하는 일례를 나타낸다.
도 27에서, 기존 방식(2700)은 가장 왼쪽의 동일한 부호율에 대하여 8bits의 정보 비트 스트림(information bit stream)이 24bits의 코딩된 비트 스트림(coded bit stream)으로 전송한다. 제안하는 방식(2710, 2720)에서는 도 27의 UE 1에서 UE 2의 구성과 같이 정보 비트 스트림의 일부 구간마다 다른 부호율이 사용된다. 여기서, Cr은 부호율(code rate)을 의미한다.
각 사용자의 단말 특정 부호율 패턴에 따라 UE는 정보 비트의 구간마다 다른 코딩 이득을 얻을 수 있다. 그러면, 단말 특정 비트 인터리버(UE specific bit interleaver)등에 의해 간섭 관점에서 다이버시티를 얻을 수 있다. 즉, 사용자마다 간섭을 받는 정도가 코딩된 비트에 의해 다르게 나타난다. 또한, 상기 언급된 인터리버는 사용자에 따라 다를 수 있다. 따라서, 단말 특정 인터리버에 의해 상기 간섭의 정도가 정보 비트에 대하여 다양한 패턴으로 나타날 수 있다. 상기 방식을 통해, 다중 사용자 중첩 전송에 대한 간섭 분산을 통해 수신단의 MUD 성능을 증대 시킬 수 있다.
상기 설명한 부호율 패턴을 예시하면, 다음 표 4와 같다. 즉, 표 4는 도 26의 변조 패턴을 표로 나타낸다. 하기 예시에서는 부호율 패턴이 적용되는 단위는 4개의 세그멘트 블록(Segmented Block)이며, 기준 부호율은 1/3로 총 6bit*4=24bit 전송을 4개의 세그멘트 블록에서 수행하는 경우를 예시한다. 채널 코딩 방식에 따라, 세그멘트 블록이 아닌 단위(예를 들어 하나의 Block)에서 수행될 수도 있고, 비트 영역(bit domain)의 반복과 인터리버 만으로 구성될 수도 있다.
Coding ratePattern Index Block 1 Block 2 Block 3 Block 4
1 1/2 1/3 1/4 1/3
2 1/8 1 1 1/3
3 1 1/4 1/3 1/4
4 1/4 1/2 1/4 1/2
… … … … …
단말 특정 부호율 패턴에 대한 시그널링의 정의는 다음과 같다.
1) 단말 특정 부호율 패턴에 대한 인덱스는 다른 단말 특정 정보와 결속(tie)되어 전송될 수 있다. 예를 들어, NOMA 기법을 위한 단말 특정 코드워드(codeword) 또는 확산(spreading) 또는 인터리빙 패턴(interleaving pattern) 등을 위한 지시자 인덱스(indication index)와 결속될 수 있다. (예를 들어, 단말 특정 NCC)
2) 단말 특정 부호율 패턴에 대한 인덱스는 RRC 연결 단계에서 사전에 정의될 수 있다.
3) 단말 특정 부호율 패턴에 대한 인덱스는 UL 또는 DL 데이터 트래픽의 발생에 따라 제어 채널로 지시될 수 있다. (예를 들어, PDCCH의 DCI format에 포함된다.)
4) 단말 특정 부호율 패턴에 대한 인덱스의 전송 없이 데이터 전송을 수행할 수 있다. 이 경우, 단말 특정 부호율 패턴에 대한 인덱스는 사용자가 임의로 선택하여 수신단에 전송할 수 있다. 이 때, 전송하려는 데이터에 CRC 체크에 대한 정보를 포함하여 수신단은 블라인드 검출을 통해 패턴을 확인한다.
상기 단말 특정 부호율 차수를 고려한 송수신기 구조는 도 28과 같이 나타낼 수 있다.
도 28은 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 부호율 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 28을 참조하면, 송신단(UEs)에서는 단말 특정 부호율 패턴에 따라 단말 특정 부호율 차수를 사용하여 정보 비트를 인코딩(encoding)할 수 있다. 수신단(eNB)에서는 MUD에서 단일 검출을 수행을 예시하나, 반복적(iterative cancellation) (예를 들어, PIC, SIC 등) 또는 ML approaches (예를 들어, MAP, MPA 등) 등이 사용될 수 있으며, 수신단 알고리즘(receiver algorithm)에 따라 단말 특정 부호율 패턴 정보를 기반으로 MUD를 수행할 수 있다.
상기 실시예는 자원 요소 대해 예시하였으나, 자원 블록 단위, 대역폭 단위, 심벌 단위, 공간 자원(spatial resource) 단위 등에서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 실시예는 Transmission bits/User을 고정한 상태로 예시하였으나, Transmission bits/User을 고정하지 않고, 다수 사용자의 Transmission bits/User이 다른 경우에도 적용 가능하다. Transmission bits/User가 달라지면 부호율 패턴도 달라지므로, 다른 부호율 패턴과 다른 Transmission bits/User을 사용할 수 있다.
상기 실시예에서, UE x는 단일 사용자로 표현되었으나, UE Group x로 대체 될 수 있으며, UE Group 각각은 다중 사용자 중첩 방식으로 중첩된 심벌들의 집합을 나타낼 수 있다.
3.3. Hierarchical coding rate and modulation based NCMA
상기 실시예 3.1과 3.2를 결합하여 단말 특정 변조 패턴과 단말 특정 부호율 패턴을 동시에 사용할 수 있다.
단말 특정 변조 차수와 단말 특정 부호율 차수를 고려한 송수신기 구조는 도 29와 같이 나타낼 수 있다.
도 29는 본 명세서의 실시예에 따른 NOMA 방식에 대한 단말 특정 변조 패턴 및 단말 특정 부호율 패턴을 고려한 송수신기 구조의 일례를 나타낸다.
도 29를 참조하면, 송신단(UEs)에서는 단말 특정 부호율 패턴에 따라 단말 특정 부호율 차수를 사용하여 정보 비트를 인코딩(encoding)할 수 있다. 인코딩된 비트는 단말 특정 변조 패턴에 따라 단말 특정 변조 차수를 사용하여 변조될 수 있다. 수신단(eNB)에서는 MUD에서 단일 검출을 수행을 예시하나, 반복적(iterative cancellation) (예를 들어, PIC, SIC 등) 또는 ML approaches (예를 들어, MAP, MPA 등) 등이 사용될 수 있으며, 수신단 알고리즘(receiver algorithm)에 따라 단말 특정 부호율 패턴 정보를 기반으로 MUD를 수행할 수 있다.
상기 실시예는 자원 요소 대해 예시하였으나, 자원 블록 단위, 대역폭 단위, 심벌 단위, 공간 자원(spatial resource) 단위 등에서도 동일하게 적용될 수 있다.
상기 실시예는 Transmission bits/User을 고정한 상태로 예시하였으나, Transmission bits/User을 고정하지 않고, 다수 사용자의 Transmission bits/User이 다른 경우에도 적용 가능하다.
상기 실시예에서, UE x는 단일 사용자로 표현되었으나, UE Group x로 대체 될 수 있으며, UE Group 각각은 다중 사용자 중첩 방식으로 중첩된 심벌들의 집합을 나타낼 수 있다.
상기 실시예 1, 2, 3의 전체 내용은 독립적으로 동작하나, 하나의 시스템에서 결합되어 선택적으로 또는 동시에 사용할 수 있다. 또한, 상기 실시예 1, 2, 3이 결합된 경우 다중 사용자 데이터 분리 성능의 최적화를 위해 MUD 내에서 종속적으로 동작할 수도 있다.
상기 실시예 1, 2, 3은 UL 관점에서 설명되었으나 DL에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 30은 본 명세서의 실시예에 따른 기정의된 변조 패턴 또는 기정의된 부호율 패턴을 사용하여 경쟁 기반 데이터를 전송하는 절차를 나타낸 흐름도이다.
단계 S3010에서, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 변조 패턴(modulation pattern)에 대한 정보를 수신한다. 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보는 변조 패턴 인덱스를 포함한다. 상기 변조 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 변조 차수(modulation order)가 지정되는 것을 지시한다.
즉, 단말 별로 각 자원 요소에 대해 변조 차수가 지정되어 있다. 또한, 상기 변조 패턴 인덱스마다 각 자원 요소에 대한 변조 패턴이 달라질 수 있다. 다만, 각 자원 요소에 대한 변조 패턴이 달라진다 하더라도, 상기 다중 단말이 전송하는 데이터는 동일한 데이터 전송률(data rate)을 가진다.
또한, 상기 변조 패턴 인덱스는 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 특정 자원 요소가 단말 특정하게 널링(nulling)되는 것을 더 지시할 수 있다. 즉, 단말 별로 사용하는 각 자원 요소에 대한 변조 패턴에 특정 자원 요소가 널링되는 것은 특정 자원 요소에 변조 심벌이 전송되지 않고 널 심벌(Null Symbol)이 전송되어 단말 간 간섭을 제거할 수 있음을 의미한다.
상기 각 자원 요소의 다중 단말 간섭(Multiuser Interference, MUI)에 대한 전력의 기대 값과 전력의 변화 값은 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수(또는 변조 패턴)에 따라 변동될 수 있다. MUI에 대한 전력의 변화 값이 있음은 단말 간 간섭의 양이 일정하지 않고 달라질 수 있음을 의미한다. 단말 간 간섭의 양이 특정 값보다 클 때는 더 낮은 신뢰도(reliability)를 제공하고, 단말 간 간섭의 양이 특정 값보다 작을 때는 더 높은 신뢰도를 제공할 수 있다. 이로써, 높은 변조 차수에 높은 신뢰도를 제공함으로써 더 많은 정보 비트에 대한 신뢰도를 제공하고, 이를 통해 전체 데이터의 신뢰도를 증대할 수 있다.
단계 S3020에서, 단말은 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 기반으로 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수를 사용하여 데이터를 기지국으로 전송한다. 단말은 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대해서 계층적 변조 차수로 데이터를 전송할 수 있다.
또한, 단말은 상기 변조 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 선택할 수 있다. 또한, 기지국이 사전에 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 정의하여 RRC 시그널링으로 알려줄 수도 있다. 상기 데이터는 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수에 의해 변조될 수 있다. 또한, 상기 변조 패턴 인덱스는 제어 채널(예를 들어, PDCCH)을 통해 수신될 수 있다.
또한, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 부호율 패턴(coding rate pattern)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 부호율 패턴 인덱스를 포함할 수 있다. 상기 부호율 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 부호율이 지정되는 것을 지시할 수 있다.
단말은 상기 부호율 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 선택할 수 있다. 또한, 기지국이 사전에 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 정의하여 RRC 시그널링으로 알려줄 수도 있다. 상기 데이터는 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 부호율에 의해 인코딩될 수 있다.
또한, 단말은 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 코드워드(codeword)에 대한 정보를 수신할 수 있다. 상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정될 수 있다. 상기 부호율 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정될 수 있다. 즉, 코드워드 인덱스는 단말 별 변조 패턴 인덱스 또는 부호율 패턴 인덱스에 결속(tie)되어 사전에 정의될 수 있다. 따라서, 기지국은 블라인드 검출(Blind Detection) 수행 시, 코드워드 인덱스를 기반으로 변조 패턴 또는 부호율 패턴을 확인할 수 있다.
또한, 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보, 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 룩업 테이블(look up table) 형식으로 셀 내에 있는 모든 단말에게 브로드캐스팅 될 수 있다.
또한, 상술한 단말은 단일 단말일 수도 있고 또는 복수의 단말을 포함하는 단말 그룹이 될 수도 있다. 또한, 다중 단말이 중첩 사용하는 자원은 self-contained 서브프레임 구조를 가질 수 있다. 이때, 각 단말 그룹을 위한 참조 신호 전송을 위한 심벌은 시간 영역에서 단말 그룹 별로 중첩(overlap)되지 않도록 할당될 수 있다.
구체적으로, 기지국은 각 단말들이 요구하는 데이터 전송률, 각 단말 간의 스케줄링 공평성 또는 각 단말의 타이밍 거리 등을 고려하여 단말 그룹을 최상위 그룹부터 최하위 그룹으로 설정할 수 있다. 기지국이 특정 상위 그룹에 대해 특정 시간 영역에 참조 신호 전송을 위한 심벌을 할당하면, 상기 특정 상위 그룹보다 하위 그룹에 대해서는 널(null) 심벌을 할당할 수 있다. 따라서, 기지국은 최상위 그룹에 가장 많은 수의 데이터 심벌을 할당할 수 있고, 최하위 그룹에 가장 적은 수의 데이터 심벌을 할당할 수 있다.
도 31은 본 명세서의 실시예가 구현되는 기기를 나타낸 블록도이다.
무선장치(3100)는 프로세서(3110), 메모리(3120), RF(radio frequency) 유닛(3130)을 포함할 수 있다.
프로세서(3110)는 상술한 기능, 절차, 방법들을 구현하도록 설정될 수 있다. 라디오 인터페이스 프로토콜(radio interface protocol)의 계층(layer)들은 프로세서에 구현될 수 있다. 프로세서(3110)는 상술한 동작을 구동하기 위한 절차를 수행할 수 있다. 메모리(3120)는 동작적으로 프로세서(3110)에 연결되고, RF 유닛(3150)은 프로세서(3110)에 동작적으로 연결된다.
프로세서(3110)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(3120)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(3130)는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(3120)에 저장되고, 프로세서(3110)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(3120)는 프로세서(3110) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 널리 알려진 다양한 수단으로 프로세서(3110)와 연결될 수 있다.
상술한 일례들에 기초하여 본 명세서에 따른 다양한 기법들이 도면과 도면 부호를 통해 설명되었다. 설명의 편의를 위해, 각 기법들은 특정한 순서에 따라 다수의 단계나 블록들을 설명하였으나, 이러한 단계나 블록의 구체적 순서는 청구항에 기재된 발명을 제한하는 것이 아니며, 각 단계나 블록은 다른 순서로 구현되거나, 또 다른 단계나 블록들과 동시에 수행되는 것이 가능하다. 또한, 통상의 기술자라면 간 단계나 블록이 한정적으로 기술된 것이나 아니며, 발명의 보호 범위에 영향을 주지 않는 범위 내에서 적어도 하나의 다른 단계들이 추가되거나 삭제되는 것이 가능하다는 것을 알 수 있을 것이다.
상술한 실시예는 다양한 일례를 포함한다. 통상의 기술자라면 발명의 모든 가능한 일례의 조합이 설명될 수 없다는 점을 알 것이고, 또한 본 명세서의 기술로부터 다양한 조합이 파생될 수 있다는 점을 알 것이다. 따라서 발명의 보호범위는, 이하 청구항에 기재된 범위을 벗어나지 않는 범위 내에서, 상세한 설명에 기재된 다양한 일례를 조합하여 판단해야 할 것이다.

Claims (14)

  1. 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 단말이 경쟁 기반데이터를 전송하는 방법에 있어서,
    기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 변조 패턴(modulation pattern)에 대한 정보를 수신하되, 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보는 변조 패턴 인덱스를 포함하고, 상기 변조 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 변조 차수(modulation order)가 지정되는 것을 지시하는, 단계; 및
    상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 기반으로 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수를 사용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는
    방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변조 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 선택하는 단계를 더 포함하되,
    상기 데이터는 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수에 의해 변조되는
    방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 특정 자원 요소가 단말 특정하게 널링(nulling)되는 것을 더 지시하는
    방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기지국과 상기 단말 간에 사전에 결정되어RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 수신되는
    방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다중 단말이 전송하는 데이터는 동일한 데이터 전송률(data rate)을 가지는
    방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 부호율 패턴(coding rate pattern)에 대한 정보를 수신하되, 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 부호율 패턴 인덱스를 포함하고, 상기 부호율 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 부호율이 지정되는 것을 지시하는, 단계; 및
    상기 부호율 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 선택하는 단계를 더 포함하되,
    상기 데이터는 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 부호율에 의해 인코딩되는
    방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 코드워드(codeword)에 대한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하되,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정되고,
    상기 부호율 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정되는
    방법.
  8. 비직교 다중 접속 기법이 적용되는 무선통신시스템에서 경쟁 기반 데이터를 전송하는 단말에 있어서,
    무선신호를 전송 및 수신하는 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부에 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는
    기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 변조 패턴(modulation pattern)에 대한 정보를 수신하되, 상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보는 변조 패턴 인덱스를 포함하고, 상기 변조 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 변조 차수(modulation order)가 지정되는 것을 지시하고, 및
    상기 기정의된 변조 패턴에 대한 정보를 기반으로 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수를 사용하여 데이터를 상기 기지국으로 전송하는
    단말.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 변조 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스를 선택하되,
    상기 데이터는 상기 단말을 위한 변조 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 변조 차수에 의해 변조되는
    단말.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 특정 자원 요소가 단말 특정하게 널링(nulling)되는 것을 더 지시하는
    단말.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기지국과 상기 단말 간에 사전에 결정되어RRC(Radio Resource Control) 시그널링을 통해 수신되는
    단말.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 다중 단말이 전송하는 데이터는 동일한 데이터 전송률(data rate)을 가지는
    단말.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 부호율 패턴(coding rate pattern)에 대한 정보를 수신하되, 상기 기정의된 부호율 패턴에 대한 정보는 부호율 패턴 인덱스를 포함하고, 상기 부호율 패턴 인덱스는 다중 단말이 중첩 사용하는 자원 내 각 자원 요소에 대하여 단말 특정하게 부호율이 지정되는 것을 지시하고, 및
    상기 부호율 패턴 인덱스 중 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스를 선택하되,
    상기 데이터는 상기 단말을 위한 부호율 패턴 인덱스가 지시하는 상기 각 자원 요소에 대하여 지정된 부호율에 의해 인코딩되는
    단말.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기지국으로부터 비직교 다중 접속을 위해 기정의된 코드워드(codeword)에 대한 정보를 수신하되,
    상기 변조 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정되고,
    상기 부호율 패턴 인덱스는 상기 기정의된 코드워드의 인덱스에 따라 지정되는
    단말.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109417435B (zh) * 2016-07-29 2020-08-14 华为技术有限公司 编码设备和方法以及相应的解码设备和方法
WO2018038410A1 (ko) * 2016-08-22 2018-03-01 엘지전자 주식회사 비직교 다중 접속 방식에 기초하여 데이터를 전송/검출하는 방법 및 이를 위한 장치
CN107979847B (zh) * 2016-10-25 2020-12-15 华为技术有限公司 数据传输的方法、装置、用户设备和基站
EP3596871B1 (en) * 2017-02-17 2022-04-13 Apple Inc. Phase tracking reference signal indication in multi-user superposition transmission
CN108462662A (zh) * 2017-02-17 2018-08-28 索尼公司 用于基于非正交资源的多址接入的电子设备和通信方法
EP3662597B1 (en) * 2017-07-31 2022-03-16 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Transmission of data by multiple users over shared resources based on structured superposition coding
WO2019063534A1 (en) * 2017-09-28 2019-04-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. DATA TRANSMISSION BY MULTIPLE USERS ON SHARED RESOURCES
US10631343B2 (en) * 2017-10-19 2020-04-21 Qualcomm Incorporated Techniques for connection setup of mmWave-based V2X communication systems
US20190166624A1 (en) * 2017-11-28 2019-05-30 Huawei Technologies Canada Co., Ltd. Systems and methods for communication resource usage control
CN112534876B (zh) * 2018-08-10 2022-06-28 中兴通讯股份有限公司 多址传输配置
JP7324040B2 (ja) * 2019-04-24 2023-08-09 キヤノン株式会社 通信装置並びにその通信方法、情報処理装置並びにその制御方法、及び、プログラム
US11863359B1 (en) * 2021-05-11 2024-01-02 Amazon Technologies, Inc. Subcarrier pre-equalization technology for frequency selective fading characteristics of wireless channels
KR102476700B1 (ko) * 2021-05-13 2022-12-12 서울대학교산학협력단 비정상 단말을 포함하는 무선 분산 학습 시스템 및 그의 동작 방법
US20230199888A1 (en) * 2021-12-21 2023-06-22 GM Global Technology Operations LLC Intelligent vehicle systems and control logic for cellular link monitoring and failure detection

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150312074A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Intel IP Corporation Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Wireless Systems and Methods
US20160100413A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-07 Mediatek Inc. Signaling of Network-Assisted Intra-Cell Interference Cancellation and Suppression
US20160112995A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Asustek Computer Inc. Method and apparatus for enhancing channel capacity and spectral efficiency in a wireless communication system
US20160142193A1 (en) * 2013-06-28 2016-05-19 Ntt Docomo, Inc. Radio base station, user terminal, radio communication method and radio communication system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9794949B2 (en) * 2010-07-30 2017-10-17 Board Of Regents, The University Of Texas System Distributed rate allocation and collision detection in wireless networks
JP6380071B2 (ja) * 2014-12-11 2018-08-29 ソニー株式会社 通信制御装置、無線通信装置、通信制御方法及び無線通信方法
WO2016101461A1 (zh) * 2014-12-22 2016-06-30 华为技术有限公司 传输指示信息的方法和装置
CN107079466B (zh) * 2014-12-22 2020-03-10 华为技术有限公司 传输指示信息的方法和装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160142193A1 (en) * 2013-06-28 2016-05-19 Ntt Docomo, Inc. Radio base station, user terminal, radio communication method and radio communication system
US20150312074A1 (en) * 2014-04-28 2015-10-29 Intel IP Corporation Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Wireless Systems and Methods
US20160100413A1 (en) * 2014-10-07 2016-04-07 Mediatek Inc. Signaling of Network-Assisted Intra-Cell Interference Cancellation and Suppression
US20160112995A1 (en) * 2014-10-15 2016-04-21 Asustek Computer Inc. Method and apparatus for enhancing channel capacity and spectral efficiency in a wireless communication system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LINGLONG DAIET: "Non-Orthogonal Multiple Access for 5G: Solutions, Challenges, Opportunities, and Future Research Trends", IEEE COMMUNICATIONS MAGAZINE, vol. 53, no. 9, 16 September 2015 (2015-09-16), pages 74 - 81, XP011669096, DOI: doi:10.1109/MCOM.2015.7263349 *

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