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[국내논문] SIC 에러가 협동 NOMA 시스템에 미치는 영향
Effect of SIC Errors to Cooperative NOMA systems 원문보기

The journal of the institute of internet, broadcasting and communication : JIIBC, v.17 no.5, 2017년, pp.35 - 42  

김남수 (청주대학교 전자공학과)

초록
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NOMA (Non-orthogonal multiple access) 시스템은 5세대 이동통신 시스템에서 요구하는 스펙트럼 효율과 시스템 성능을 만족시키는 유력한 다중화 기술이다. NOMA 시스템은 전력 도메인에서 여러 사용자를 동시에 전송하는데, 타 사용자들로 부터의 간섭을 제거하기 위하여 수신기에 SIC (Successive interference cancellation)를 채택하고 있다. 그러나 현실적으로 무선 페이딩 채널의 특성상 완벽한 SIC가 불가능하므로, SIC 에러가 NOMA 시스템에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 필요하다. 본 논문에서는 SIC 에러가 존재할 때 협동 NOMA 시스템을 대상으로 하여 시스템의 오수신율을 해석적으로 유도하였고, 오수신율을 최소화하기 위한 최적의 전력할당을 구하였다. 또한 송신전력이 고정되었을 경우 SIC 에러에 따른 기지국과 릴레이 사이의 거리도 검토하였다. 유도한 결과는 Monte Carlo 시뮬레이션 결과와 비교하여 정확히 일치함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

NOMA (Non-orthogonal multiple access) system is the most promising multiple access technology to satisfy the requirements of the spectral efficiency and the performance of 5G cellular systems. NOMA system simultaneously serves multiple users in the power domain, and adapts SIC (Successive interferen...

Keyword

#Cooperative NOMA   #SIC Error   #Pairing   #User Relay  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 협동 NOMA 시스템에서 SIC 에러가 존재할 때의 시스템에 미치는 영향을 이론적으로 유도하였다. 그리고 수식으로 유도한 결과는 1 × 106 회의 Monte Carlo 시뮬레이션을 통하여 정확성을 입증하였다.

가설 설정

  • 무선채널을 통하여 전송된 신호는 서로 독립인 레일 레이 페이딩을 받고, 수신된 전력은 거리의 σ에 반비례한다고 가정하자; Pr = PTd-σ.
  • 기지국과 근거리 사용자 및 원거리 사용자가 떨어진 거리는 각각 DN 및 DF 라고 하자. NOMA 시스템 내에 여러 개의 사용자가 존재하지만, 페어링을 통하여 근거리 사용자와 원거리 사용자가 결정되었다고 가정한다.
  • 이 된다. 여기서 두 번째 등호는 레일레이 페이딩을 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
NOMA 시스템의 특징은? NOMA (Non-orthogonal multiple access) 시스템은 5세대 이동통신 시스템에서 요구하는 스펙트럼 효율과 시스템 성능을 만족시키는 유력한 다중화 기술이다. NOMA 시스템은 전력 도메인에서 여러 사용자를 동시에 전송하는데, 타 사용자들로 부터의 간섭을 제거하기 위하여 수신기에 SIC (Successive interference cancellation)를 채택하고 있다.
SIC를 사용한 NOMA 방식의 단점은? 그 동안 SIC를 사용한 NOMA 방식은 주로 타 사용자로부터의 간섭을 완벽히 제거한다고 가정하여 시스템의 성능을 유도하였다. 그러나 무선 채널에서는 깊고 빠른 페이딩, 채널정보의 지연, 그리고 피드백 에러 등으로 완벽한 SIC가 현실적으로 매우 어렵기 때문에 SIC후에 출력되는 신호에는 다소의 간섭 성분이 존재하게 되고, 결국 신호 대 간섭 더하기 잡음(Signal-to-interference plus noise ration, 이하 SINR)이 나빠지며, 시스템의 성능을 저하시킨다.
NOMA 시스템에서 수신기에 SIC를 채택하는 이유는? NOMA (Non-orthogonal multiple access) 시스템은 5세대 이동통신 시스템에서 요구하는 스펙트럼 효율과 시스템 성능을 만족시키는 유력한 다중화 기술이다. NOMA 시스템은 전력 도메인에서 여러 사용자를 동시에 전송하는데, 타 사용자들로 부터의 간섭을 제거하기 위하여 수신기에 SIC (Successive interference cancellation)를 채택하고 있다. 그러나 현실적으로 무선 페이딩 채널의 특성상 완벽한 SIC가 불가능하므로, SIC 에러가 NOMA 시스템에 미치는 영향에 대한 연구는 매우 필요하다.
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참고문헌 (14)

  1. Y. Saito, Y. Kishyama, A. Benjebbour, T. Nakamura, A. Li, and K. Higuchi,"Non-orthogonal multiple access (NOMA) for cellular future radio access," Proceedings of Vehicular Tech. Conf. (VTC spring), pp.1-5, June 2013. 

  2. Z. Ding, Z. Yang, P. Fan, and H. V. Poor,"On the performance of non-orthogonal multiple access in 5G systems with randomly deployed users," IEEE Signal Processing Letters, vol. 21, no. 12, pp. 1501-1505, Dec. 2014. 

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  3. Y. Saito, A. Benjebbour, Y. Kishiyama, and T. Nakamura,"System-level performance evaluation of downlink non-orthogonal multiple access (NOMA)," Proceedings of Personal Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), Sep. 2013. 

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  10. Y. Liu, Z. Ding, M. Elkashlan, and H. V. Poor, "Cooperative non-orthogonal multiple access with simultaneous wireless information and power transfer," IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 14, no. 4, pp. 938-953, April 2016. 

  11. H. Sun, Q. Wang, R. Q. Hu, and Y. Qian, "Outage probability study in a NOMA relay system," Proceedings of Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), pp. 1-6, March 2017. 

  12. Andrea Goldsmith, Wireless Communications, Cambridge Univ. Press, 2005. 

  13. G. L. Stuber, Principles of mobile communication, 2nd Ed., Kluwer Academic Publishers, 2001. 

  14. Nam-Soo Kim, "Optimum power allocation of cooperative NOMA systems based on user relay," Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communications, to be appear in October 2017. 

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