• ETRI Journal
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• 제38권6호
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• pp.1042-1051
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• 2016

The mobile hotspot network (MHN), which is capable of providing a data rate of gigabits per second at high speed, is considered a potential use case of the future enhanced mobile broadband for 5G. Because a unidirectional network deployment has been considered for an MHN, non-orthogonal multiple access (NOMA) can be employed to improve the system performance. For a practical implementation of NOMA under an MHN highway scenario where multiple pieces of MHN terminal equipment are served through the same beam simultaneously, a NOMA transceiver is proposed in this paper. For the NOMA transmitter, Gray-coded QAM constellation mapping is extended to arbitrary modulation order q. For the NOMA receiver, successive interference cancellation (SIC) is no longer necessary, and instead, a parallel demodulation is proposed. The numerical and simulation results suggest that the proposed NOMA transceiver outperforms the conventional NOMA SIC receiver and can be flexibly used for an MHN highway scenario.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제8권4호
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• pp.34-39
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• 2019

Millimeter-wave (mmWave) and Non-orthogonal multiple access (NOMA) are expected to be the major techniques that lead to the next generation wireless communication. NOMA provides a high spectrum efficiency by sharing of spatial resources among users in the same frequency band. Meanwhile, millimeter-wave gives a huge underutilized bandwidth at extremely high frequency band (EHF) which covers 30GHz to 300GHz. These techniques have been proven in several recent literatures to achieve high data rates. The combination of NOMA and millimeter-wave techniques further improves average sum capacities, as well as reduces the interference compared to conventional wireless communication systems. In this paper, we focus on hybrid NOMA system working in millimeter-wave frequency. We propose a clustering algorithm used for a hybrid NOMA scheme to optimize the usage of wireless resources. The proposed clustering algorithm adds several conditions in grouping users and defining clusters to increase the probability of the successful superposition decoding process. The performance of the proposed clustering algorithm is investigated in hybrid NOMA system and compared with the conventional orthogonal multiple access (OMA) scheme.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.651-658
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• 2020

5G 이동통신 네트워크에서, 상호작용 이동통신 게임 사용자들이 다수 늘어나고 있고, 이러한 사용자들은 상관 정보원으로 작용한다. 비직교 다중접속 기술은 5G 이동통신에서 중요한 기술로 고려되고 있다. 비직교 다중접속에서는, 사용자들이 채널 자원을 공유하기 때문에, 상관 정보원이 각각의 사용자의 BER 성능에 영향을 주며, 이러한 현상은 직교 다중접속에는 발생하지 않는다. 본 논문에서는 상관 정보원을 가진 비직교 다중접속에 대한 최적 수신기를 유도하고 각각의 사용자의 BER 성능에 상관 정보원의 영향을 고찰한다.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제9권2호
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• pp.68-75
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• 2020

Non-orthogonal multiple access (NOMA) has gained the significant attention in the fifth generation (5G) mobile communication, which enables the advanced smart convergence of the artificial intelligence (AI), the internet of things (IoT), and many of the state-of-the-art technologies. Recently, correlated superposition coding (SC) has been proposed in NOMA, to achieve the near-perfect successive interference cancellation (SIC) bit-error rate (BER) performance for the stronger channel users, and to mitigate the severe BER performance degradation for the weaker channel users. In the correlated SC NOMA scheme, the stronger channel user BER performance is even better than the perfect SIC BER performance, for some range of the power allocation factor. However, such excessively good BER performance is not good for the user-fairness, i.e., the more power to the weaker channel user and the less power to the stronger channel user, because the excessively good BER performance of the stronger channel user results in the worse BER performance of the weaker channel user. Therefore, in this paper, we propose the power splitting to establish the user-fairness between both users. First, we derive a closed-form expression for the power splitting factor. Then it is shown that in terms of BER performance, the user-fairness is established between the two users. In result, the power splitting scheme could be considered in correlated SC NOMA for the user-fairness.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권3호
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• pp.1-9
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• 2021

In the Internet of Thing (IoT) framework, massive machine-type communications (MMTC) have required large spectral efficiency. For this, non-orthogonal multiple access (NOMA) has emerged as an efficient solution. Recently, a non-successive interference cancellation (SIC) NOMA scheme has been implemented without loss. This lossless NOMA without SIC is achieved via correlated superposition coding (SC), in contrast to conventional independent SC. However, conventional minimum high-correlated SC for only 2-user NOMA schemes was investigated in the lossless 2-user non-SIC NOMA implementation. Thus, this paper investigates a 3-user low-correlated SC scheme, especially for an inflated achievable sum rate, with a design of 3-user low-correlated SC. First, we design the 3-user low-correlated SC scheme by taking the minimum sum rate between 3-user SIC NOMA and 3-user non-SIC NOMA, both with correlated SC. Then, simulations demonstrate that the low correlation in the direction of the first user's power allocation inflates the sum rate in the same direction, compared to that of conventional minimum high-correlated SC NOMA, and such inflation due to low correlation is also observed similarly, in the direction of the second user's power allocation. Moreover, we also show that the two low correlations of the first and second users inflates doubly in the both directions of the first and second users' power allocations. As a result, the proposed 3-user low-correlated SC could be considered as a promising scheme, with the inflated sum rate in the future fifth-generation (5G) NOMA networks.

• ETRI Journal
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• 제42권6호
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• pp.846-858
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• 2020

The non-orthogonal multiple access (NOMA) technique offers throughput improvement to meet the demands of the future generation of wireless communication networks. The objective of this work is to further improve the throughput by including an underlay cognitive radio network with an existing multi-carrier NOMA network, using cooperative communication. The throughput is maximized by optimal resource allocation, namely, power allocation, subcarrier assignment, relay selection, user pairing, and subcarrier pairing. Optimal power allocation to the primary and secondary users is accomplished in a way that target rate constraints of the primary users are not affected. The throughput maximization is a combinatorial optimization problem, and the computational complexity increases as the number of users and/or subcarriers in the network increases. To this end, to reduce the computational complexity, a dynamic network resource allocation algorithm is proposed for combinatorial optimization. The simulation results show that the proposed network improves the throughput.

• 융합정보논문지
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• 제10권8호
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• pp.7-14
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• 2020

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

• International journal of advanced smart convergence
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• 제10권3호
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• pp.17-25
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• 2021

As a new paradigm in non-orthogonal multiple access (NOMA), correlated superposition coding (CSC) has gained an attention in the literature of NOMA, in contrast to standard independent superposition coding (ISC). In the conventional 3-user CSC scheme, it has been reported that the average allocated power can be reduced, owing to an introduced correlation between transmitted signals. Thus, this paper proposes a 3-user cross CSC scheme with purely-imaginary correlation coefficients. First, we derive the achievable data rates of the proposed 3-user cross CSC scheme, for each of the three users. Then, simulations demonstrate that for the proposed 3-user cross CSC scheme, the achievable data rates of the first and second users increase greatly and slightly, respectively, whereas the achievable data rate of the third user decreases little, compared to those of the conventional 3-user CSC scheme. In addition, we also show that the sum rate of the three users of the proposed 3-user cross CSC scheme is much larger than that of the three users of the conventional 3-user CSC scheme. As a result, the proposed 3-user cross CSC scheme could be a solution to the problem of the reduction of the average allocated total power in the conventional 3-user CSC scheme toward the fifth-generation (5G) NOMA mobile networks.

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

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

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

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