KR102074569B1 - Techniques of adaptive allocation of frequency and power for multi-user scheduling in multi-cell non-orthogonal multiple access network - Google Patents

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Abstract

다중 셀 NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 방법이 개시된다. 개시된 방법은, CE 사용자 그룹 내의 UE에 대해 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 서브대역을 할당하고, 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 단계와, CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 CC 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해 할당하고, 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이도록 특정 UE 및 선택된 UE 간에 할당하는 단계를 포함한다.A method of performing multi-user scheduling of a multi-cell NOMA network is disclosed. The disclosed method allocates different subbands in the first portion of the available frequency band for the UEs in the CE user group, wherein the data rate of each UE is above the minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group Determining power for each subband allocated to be below the maximum power threshold allowable by this cell, assigning a specific subband allocated for a particular UE in the CE user group to the selected UE in the CC user group, Allocating the power determined for the particular subband between the particular UE and the selected UE such that the data rate of the selected UE is below the maximum rate threshold.

Description

다중 셀 비직교 다중 액세스 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 위한 적응적 주파수 및 전력 할당 기법{TECHNIQUES OF ADAPTIVE ALLOCATION OF FREQUENCY AND POWER FOR MULTI-USER SCHEDULING IN MULTI-CELL NON-ORTHOGONAL MULTIPLE ACCESS NETWORK}TECHNIQUES OF ADAPTIVE ALLOCATION OF FREQUENCY AND POWER FOR MULTI-USER SCHEDULING IN MULTI-CELL NON-ORTHOGONAL MULTIPLE ACCESS NETWORK}

본 개시는 다중 셀 비직교 다중 액세스(Non-Orthogonal Multiple Access: NOMA) 네트워크의 다수 사용자 스케줄링에 관한 것이고, 더욱 구체적으로는, 다중 셀 NOMA 시스템을 위한 적응적인 주파수 및 전력 할당 기법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD This disclosure relates to multi-user scheduling of a multi-cell Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) network, and more particularly, to an adaptive frequency and power allocation scheme for a multi-cell NOMA system.

최근 무선 셀룰러 네트워크(wireless cellular network)는 유례 없는 성장을 하였는데, 특히 사용자를 위한 연결성(connectivity)의 규모가 커질 뿐만 아니라 사용자 데이터 레이트(rate)에 대한 수요가 증가하는 측면에서 그러하다. 그리고, 멀티미디어 애플리케이션 및 서비스가 점점 예상대로 증가하여 구체적인 표준의 설계로 이어졌는데, 이는 매끄럽고 원활한 사용자 경험(user experience)에 초점을 맞춘 것이다. 예를 들어, 롱텀 에볼루션(Long Term Evolution: LTE) 및 LTE-A(LTE Advanced)와 같은 무선 네트워크는 증가하는 사용자 용량(capacity) 수요와 이들 사용자를 수용할 가용 스펙트럼(available spectrum)의 효율적인 활용을 염두에 두고 설계되었다.In recent years, wireless cellular networks have experienced unprecedented growth, especially in terms of increased connectivity for users and increased demand for user data rates. In addition, multimedia applications and services have increased as expected, leading to the design of specific standards, which focuses on a smooth and seamless user experience. For example, wireless networks, such as Long Term Evolution (LTE) and LTE Advanced (LTE-A), allow for increased user capacity demands and the efficient use of available spectrum to accommodate these users. Designed with you in mind.

차세대 무선 셀룰러 네트워크는 기존의 무선 셀룰러 네트워크보다 더욱 도전적인 기준을 갖는다. 예를 들어, 5세대(5th Generation: 5G) 셀룰러 네트워크에 대한 가장 중요한 기준 중 하나는 4세대(4th Generation: 4G) 네트워크 배치보다 1000배 더 많은 사용자 쓰루풋(throughput)을 제공할 수가 있냐는 것이다. LTE는 3G 네트워크에 비해 사용자 용량에서의 몇몇 부분의 개선을 제공하기는 하지만, 이러한 개선은 사용자 용량의 예상되는 증가를 감안할 때 충분하지 않을 것이다. 또한, 주파수 분할 다중 액세스(Frequency Division Multiple Access: FDMA), 시분할 다중 액세스(Time Division Multiple Access: TDMA), 코드 분할 다중 액세스(Code Division Multiple Access: CDMA) 및 직교 주파수 분할 다중 액세스(Orthogonal Frequency Division Multiple Access: OFDMA)를 비롯하여 여러 직교 다중 액세스(Orthogonal Multiple Access: OMA)가 현재 및 이전 세대의 무선 셀룰러 네트워크에서 사용자에게 다중 액세스를 제공하는 데에 널리 사용되지만, 차세대 셀룰러 네트워크의 수요에 대처할 수는 없을 것이다. 예를 들어, OMA 방안에서 사용자간 간섭(inter-user interference)을 최소화하는 방식으로 주파수 리소스가 할당될 수 있는데, 이러한 할당은 사용자 쓰루풋 및 연결성을 주파수 리소스의 가용성에 의해 허용되는 어떤 한도까지 증가시킬 수 있을 뿐이다.Next generation wireless cellular networks have more challenging standards than traditional wireless cellular networks. For example, the 5th generation (5 th Generation: 5G), one of the most important criteria for a cellular network 4G (4 th Generation: 4G) Can not provide a 1000-fold more user throughput (throughput) than the network layout will be. Although LTE provides some improvement in user capacity over 3G networks, this improvement will not be sufficient given the expected increase in user capacity. In addition, frequency division multiple access (FDMA), time division multiple access (TDMA), code division multiple access (CDMA), and orthogonal frequency division multiple access (CDMA) Orthogonal Multiple Access (OMA), including Access (OFDMA), is widely used to provide multiple access to users in current and previous generations of wireless cellular networks, but it cannot meet the demands of next-generation cellular networks. will be. For example, in an OMA scheme, frequency resources may be allocated in a manner that minimizes inter-user interference, which may increase user throughput and connectivity to any limit permitted by the availability of frequency resources. I can only.

5G 이상의 무선 셀룰러 네트워크에서 사용자에게 다중 액세스를 제공하기 위한 촉망 받는 후보 중 하나는 비직교 다중 액세스(Non-Orthogonal Multiple Access: NOMA) 이다. 중첩 코딩(superposition coding)을 사용함으로써, NOMA는 여러 사용자가 동일한 시간 및 주파수 리소스를 공유할 수 있게 하는바, 사용자 연결성, 스펙트럼 효율성(spectral efficiency)이 향상될 수 있으며, 나아가 사용자 공정성(user-fairness)도 향상될 수 있다. 예를 들어, 5G 무선 셀룰러 네트워크의 전술된 요구사항을 충족시키기 위한 무선 액세스(radio access) 기법으로서, 순차적 간섭 제거(Successive Interference Cancellation: SIC) 수신기를 수반하는 NOMA 기법이 제안되었다. OMA 사용자가 전적으로 리소스 분할(resource division) 메커니즘에 기반하여 구별되는 반면, NOMA 체계에서는 리소스 공유(resource sharing) 방안이 활용된다. OMA에서의 1대1 사용자-리소스 맵핑(mapping)과는 대조적으로, 리소스 공유는 중첩 원리에 의해 가능하게 되는데, 이에 따르면 합성 신호(composite signal)가 개별 사용자 신호들로부터 구성되고 공통 주파수 리소스로 맵핑된다. 이와 같이, NOMA는 단일 리소스를 여러 사용자가 공유함으로써 쓰루풋을 향상시킬 뿐만 아니라 대규모의 연결성을 제공한다. 공통 리소스 상에서의 사용자의 중첩에 의해 제공되는 스펙트럼 효율성도 OMA 방안에 비해 NOMA에 내재된 이점이다. 나아가, M.D. Shipon Ali, H. Tabassum, and E. Hossain, "Dynamic User Clustering and Power Allocation for Uplink and Downlink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Systems", IEEE Access, vol. 4, Special Issue, pp. 6325-6343, Aug. 2016에 제시된 바와 같이, NOMA에서 사용자 쓰루풋/용량을 더욱 증대시키기 위해 사용자 클러스터링(user clustering)(이는, 예컨대 높은 채널 이득의 사용자와 낮은 채널 이득의 사용자를 함께 페어링하는 방식으로, 갖가지 채널 이득을 갖는 사용자들을 클러스터링하는 기법임)이 사용될 수 있다. 사용자 클러스터 간의 간섭(클러스터간 간섭(inter-cluster interference)으로도 알려짐)을 방지하기 위해, 사용자 클러스터들은 직교 주파수 리소스 상으로 맵핑될 수 있다.One of the promising candidates for providing multiple access to users in 5G or more wireless cellular networks is Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA). By using superposition coding, NOMA allows multiple users to share the same time and frequency resources, which can improve user connectivity, spectral efficiency, and further user-fairness. ) Can also be improved. For example, as a radio access technique to meet the above-mentioned requirements of 5G wireless cellular networks, a NOMA technique involving a SIC receiver is proposed. While OMA users are distinguished based entirely on resource division mechanisms, resource sharing schemes are used in the NOMA scheme. In contrast to one-to-one user-resource mapping in OMA, resource sharing is enabled by the superposition principle, whereby a composite signal is constructed from individual user signals and mapped to common frequency resources. do. As such, NOMA not only improves throughput by sharing a single resource among multiple users, but also provides massive connectivity. Spectral efficiency provided by user overlap on common resources is also an inherent advantage of NOMA over OMA schemes. Furthermore, M.D. Shipon Ali, H. Tabassum, and E. Hossain, "Dynamic User Clustering and Power Allocation for Uplink and Downlink Non-Orthogonal Multiple Access (NOMA) Systems", IEEE Access, vol. 4, Special Issue, pp. 6325-6343, Aug. As presented in 2016, user clustering in NOMA to further increase user throughput / capacity (e.g., pairing high channel gain users with low channel gain users together, has various channel gains). Clustering users) may be used. To prevent interference between user clusters (also known as inter-cluster interference), user clusters may be mapped onto orthogonal frequency resources.

NOMA의 중요한 고려사항은 간섭 완화이다. NOMA 네트워크 환경에서의 간섭은, OMA에 비해 NOMA가 갖는 이익을 상당히 감소시키는데, 그것의 몇몇 근원은 다음과 같다. 우선, 부정확한 채널 상태 정보(Channel State Information: CSI)는 그러한 잘못된 CSI를 보고한 사용자에 따라, 하나 이상의 사용자에 대해서 NOMA 수신기에서의 SIC 디코딩 동안에 에러를 유발한다. 또한, 사용자가 잘못 클러스터링되면 SIC 프로세스에서 어려움이 생길 수 있다. 나아가, 클러스터 내의 사용자 밀도가 SIC의 복잡도 및 각 사용자의 쓰루풋의 한도에 영향을 미칠 수 있다. 더 나아가, 클러스터의 수에 따라 각 클러스터를 위해 가용한 대역폭의 양, 그리고 궁극적으로 개별 사용자 쓰루풋 이득이 결정지어질 수 있다.An important consideration of NOMA is interference mitigation. Interference in the NOMA network environment significantly reduces the benefits of NOMA over OMA, several sources of which are as follows. First, incorrect Channel State Information (CSI) causes an error during SIC decoding at the NOMA receiver for one or more users, depending on the user who reported such false CSI. In addition, incorrect clustering of users can cause difficulties in the SIC process. Furthermore, user density in a cluster can affect the complexity of the SIC and the limit of throughput for each user. Furthermore, the number of clusters can determine the amount of bandwidth available for each cluster, and ultimately the individual user throughput gain.

특히, 간섭은 다중 셀(multi-cell) NOMA 환경에서 훨씬 더 영향력이 있다. 예를 들어, 다중 셀 NOMA 네트워크에서는 간섭의 주된 근원이 더 있는데, 이는 클러스터내 간섭 및 클러스터간 간섭과는 다른 셀간 간섭(Inter-Cell Interference: ICI), 즉 인접한 셀 내의 상이한 클러스터 사이에서 발생하는 간섭이다. 기존의 다중 셀 무선 네트워크에서 사용자 용량과 스펙트럼 효율성을 개선하기 위해 주파수 재사용 방안이 사용되었다. 예를 들어, 4G 네트워크는 스펙트럼 효율성을 개선하면서 잠재적인 ICI를 줄이기 위해 부분 주파수 재사용(Fractional Frequency Reuse: FFR)을 이용하거나, 그것의 일반화된 버전인 소프트 주파수 재사용(Soft Frequency Reuse: SFR)을 이용할 수 있다. 이러한 주파수 재사용 방안들에 따르면, 각 셀을 위한 가용 스펙트럼은 서브채널로 분할되고, 각 서브채널은 셀 중심(Cell Center: CC) 사용자 그룹을 위한 것과 셀 경계(Cell Edge: CE) 사용자 그룹을 위한 것으로 구분된다. 이어서, 상이한 그룹의 사용자들에게 상이한 전력 레벨을 할당함으로써 ICI가 효과적으로 제어될 수 있다.In particular, interference is much more influential in a multi-cell NOMA environment. For example, in multi-cell NOMA networks, there is a further major source of interference, which is inter-cell interference (ICI), which is different from intra-cluster and inter-cluster interference, i.e., interference between different clusters in adjacent cells. to be. In existing multi-cell wireless networks, frequency reuse schemes have been used to improve user capacity and spectral efficiency. For example, 4G networks can use Fractional Frequency Reuse (FFR) to improve spectral efficiency while reducing potential ICI, or use its generalized version of Soft Frequency Reuse (SFR). Can be. According to these frequency reuse schemes, the available spectrum for each cell is divided into subchannels, each subchannel for a cell center (CC) user group and for a cell edge (CE) user group. It is divided into The ICI can then be effectively controlled by assigning different power levels to different groups of users.

그러나, 간섭 완화를 위시하여 NOMA의 앞서 언급된 이점들을 달성하기 위한 해결책에 대한 연구가, 특히 단일 셀 NOMA에 비해 다중 셀 NOMA과 관련된 영역에서, 아직 미흡한 형편이다.However, research on solutions to achieve the above-mentioned advantages of NOMA, including interference mitigation, is still insufficient, particularly in the area associated with multi-cell NOMA compared to single-cell NOMA.

NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 위한 개선된 장치 및 방법이 본 문서에 개시된다.Improved apparatus and methods for multi-user scheduling of NOMA networks are disclosed herein.

적어도 하나의 실시예에 따르면, 다중 셀 NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 방법은, 셀 경계(Cell Edge: CE) 사용자 그룹 내의 각각의 사용자 장비(User Equipment: UE)에 대해 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 서브대역을 할당하고, 상기 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 단계와, 상기 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 셀 중심(Cell Center: CC) 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해 할당하고, 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계(상기 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 선택된 UE에 대해 전력이 할당됨)를 포함한다.According to at least one embodiment, a method of performing multi-user scheduling of a multi-cell NOMA network comprises the steps of providing an available frequency band for each user equipment (UE) in a cell edge (CE) user group. Allocate different subbands in one portion and assign the data rate of each UE above the minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group is below the maximum power threshold allowable by the cell. Determining power for each of the subbands, assigning a specific subband allocated for a particular UE in the CE user group, for a selected UE in a cell center (CC) user group, and assigning to the specific subband Allocating power determined for the specific UE and the selected UE (the data rate of the selected UE being at a maximum level). Such that less than a threshold bit and a search power is allocated) for the selected UE.

상기 다수 사용자 스케줄링 방법은, 상기 CC 사용자 그룹 내의 다른 UE에 대해 상기 가용 주파수 대역의 남은 제2 부분 내의 서브대역을 할당하고, 상기 다른 UE의 데이터 레이트가 상기 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 셀에 의해 아직 허용가능한 남은 전력의 적어도 일부를 상기 다른 UE에 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.The multi-user scheduling method further allocates a subband in the remaining second portion of the available frequency band for another UE in the CC user group, and is still by the cell such that the data rate of the other UE is below the maximum rate threshold. Allocating at least a portion of the allowable remaining power to the other UE.

상기 결정하는 단계는, 상기 총 할당된 전력을 상기 최대 전력 임계치와 비교하는 단계와, 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치보다 큰 경우, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되었는지 판정하는 단계와, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당된 경우, 상기 이미 할당된 모든 서브대역에 대해 결정된 전력의 비율을 유지하면서 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치 이하로 설정되도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 다시 결정하는 단계를 포함할 수 있다.The determining may include comparing the total allocated power with the maximum power threshold and determining if all subbands in the first portion are already allocated when the total allocated power is greater than the maximum power threshold. And if all subbands in the first portion have already been allocated, the total allocated power to be set below the maximum power threshold while maintaining the ratio of determined power for all already allocated subbands. Re-determining power for each of the subbands.

상기 결정하는 단계는, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되지는 않은 경우, 상기 CE 사용자 그룹 내의 제1 UE에 대해 상기 제1 부분 내의 미할당된 서브대역을, 상기 제1 UE에 대해 이미 할당된 서브대역 외에 추가적으로 할당하고, 상기 제1 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 총 할당된 전력이 감소되도록 상기 이미 할당된 서브대역 및 상기 추가적으로 할당된 서브대역에 대한 전력을 다시 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The determining may include, for the first UE, an unallocated subband in the first portion for a first UE in the CE user group if not all subbands in the first portion are already allocated. Additionally allocates in addition to the already allocated subbands and re-determines power for the already allocated subbands and the additionally allocated subbands such that the data rate of the first UE is above a minimum rate threshold and the total allocated power is reduced It may further comprise the step.

상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계는 상기 특정 UE에 대해 상기 선택된 UE보다 더 많은 전력을 할당하는 단계를 포함할 수 있다.Allocating power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE may include allocating more power than the selected UE for the specific UE.

상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계는 상기 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 각각의 채널 조건에 따라 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계를 포함할 수 있다.Allocating power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE may include allocating the determined power between the specific UE and the selected UE according to channel conditions of the specific UE and the selected UE, respectively. It may include.

적어도 하나의 실시예에 따르면, 다중 셀 NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 장치는, 셀 경계(Cell Edge: CE) 사용자 그룹 내의 각각의 사용자 장비(User Equipment: UE)에 대해 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 서브대역을 할당하고, 상기 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 제1 주파수 및 전력 할당부와, 상기 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 셀 중심(Cell Center: CC) 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해 할당하고, 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 제2 주파수 및 전력 할당부(상기 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 선택된 UE에 대해 전력이 할당됨)를 포함한다.According to at least one embodiment, an apparatus for performing multi-user scheduling of a multi-cell NOMA network may be configured to provide an available frequency band for each user equipment (UE) in a cell edge (CE) user group. Allocate different subbands in one portion and assign the data rate of each UE above the minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group is below the maximum power threshold allowable by the cell. A first frequency and power allocator for determining power for each subband, and a specific subband allocated for a specific UE in the CE user group for the selected UE in a Cell Center (CC) user group; A second frequency and power allocator for allocating power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE; Power is allocated for the selected UE such that the data rate of the selected UE is below a maximum rate threshold.

상기 제2 주파수 및 전력 할당부는 또한, 상기 CC 사용자 그룹 내의 다른 UE에 대해 상기 가용 주파수 대역의 남은 제2 부분 내의 서브대역을 할당하고, 상기 다른 UE의 데이터 레이트가 상기 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 셀에 의해 아직 허용가능한 남은 전력의 적어도 일부를 상기 다른 UE에 할당할 수 있다.The second frequency and power allocator also allocates a subband in the remaining second portion of the available frequency band to another UE in the CC user group, and the cell such that the data rate of the other UE is below the maximum rate threshold. May allocate at least a portion of the remaining power still acceptable by the other UE.

상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 것은, 상기 총 할당된 전력을 상기 최대 전력 임계치와 비교하는 것과, 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치보다 큰 경우, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되었는지 판정하는 것과, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당된 경우, 상기 이미 할당된 모든 서브대역에 대해 결정된 전력의 비율을 유지하면서 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치 이하로 설정되도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 다시 결정하는 것을 포함할 수 있다.Determining power for each of the allocated subbands includes comparing the total allocated power with the maximum power threshold and, if the total allocated power is greater than the maximum power threshold, all subs in the first portion. Determining if a band has already been allocated, and if all subbands in the first portion have already been allocated, the total allocated power being less than or equal to the maximum power threshold while maintaining a percentage of power determined for all already allocated subbands. And re-determining power for each of the allocated subbands to be set to.

상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 것은, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되지는 않은 경우, 상기 CE 사용자 그룹 내의 제1 UE에 대해 상기 제1 부분 내의 미할당된 서브대역을, 상기 제1 UE에 대해 이미 할당된 서브대역 외에 추가적으로 할당하고, 상기 제1 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 총 할당된 전력이 감소되도록 상기 이미 할당된 서브대역 및 상기 추가적으로 할당된 서브대역에 대한 전력을 다시 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.Determining power for each of the allocated subbands is based on an unallocated subband in the first portion for the first UE in the CE user group if not all subbands in the first portion have already been allocated. Is allocated in addition to the subbands already allocated for the first UE, the already allocated subbands and the additionally allocated such that the data rate of the first UE is above a minimum rate threshold and the total allocated power is reduced. Re-determining power for the subbands.

상기 제2 주파수 및 전력 할당부는 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하되, 상기 특정 UE에 대해 상기 선택된 UE보다 더 많은 전력을 할당할 수 있다.The second frequency and power allocator may allocate power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE, but may allocate more power to the specific UE than the selected UE.

상기 제2 주파수 및 전력 할당부는 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하되, 상기 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 각각의 채널 조건에 따라 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당할 수 있다.The second frequency and power allocator allocates power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE, and assigns the determined power according to channel conditions of the specific UE and the selected UE, respectively. Allocation can be made between selected UEs.

본 발명의 실시예에 따르면, 다중 셀 NOMA 네트워크 환경에서 CE 사용자가 맞닥뜨리는 ICI와 같은 간섭에 효과적으로 대처할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively cope with interference such as ICI encountered by a CE user in a multi-cell NOMA network environment.

본 발명의 실시예는 다중 셀 NOMA 네트워크 환경에서 스펙트럼 효율성과 사용자 쓰루풋을 향상시키면서 사용자 공정성도 보장하는 리소스 할당 방안을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a resource allocation scheme that guarantees user fairness while improving spectrum efficiency and user throughput in a multi-cell NOMA network environment.

본 발명의 실시예에 따르면, 다중 셀 NOMA 네트워크 환경에서 사용자를 위한 전력 및 주파수의 동적 할당이 가능하게 된다.According to an embodiment of the present invention, dynamic allocation of power and frequency is possible for a user in a multi-cell NOMA network environment.

도 1은 단일 셀 NOMA 시스템에서의 다운링크 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 다중 셀 NOMA 시스템에서의 다운링크 시나리오를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 다중 셀 NOMA 시스템을 위한 간섭 관리 기법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다중 셀 시스템에서의 FFR 방안을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 다중 셀 NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 장치의 개략적인 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다수 사용자 스케줄링 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 예시적인 NOMA 시스템의 성능을 평가하기 위한 시뮬레이션에서 사용되는 네트워크의 모델을 개략적으로 도시한다.
도 8은 예시적인 NOMA 시스템의 성능을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for explaining a downlink scenario in a single cell NOMA system.
2 is a diagram for describing a downlink scenario in a multi-cell NOMA system.
3A to 3D are diagrams for describing an interference management scheme for a multi-cell NOMA system.
4 is a diagram for explaining an FFR scheme in a multi-cell system.
5 is a schematic block diagram of an apparatus for performing multi-user scheduling of a multi-cell NOMA network according to an embodiment of the invention.
6 is a flowchart illustrating the operation of a multi-user scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 schematically illustrates a model of a network used in a simulation to evaluate the performance of an exemplary NOMA system.
8 is a diagram for describing the performance of an exemplary NOMA system.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 실시예를 가질 수 있고, 몇몇 실시예가 본 명세서에 개시된다. 그러나, 이는 본 발명에 대한 한정이 아니라 예시로서 제공되며, 본 발명의 사상 및 범주에 속하는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 망라하는 것으로 이해되어야 한다. 개시된 실시예에 따른 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 다음의 상세한 설명에서 특정한 세부사항이 제공되는데, 몇몇 실시예는 이들 세부사항 중 일부 또는 전부가 없더라도 실시될 수 있다. 또한, 본 발명의 다양한 양상을 불필요하게 모호하게 하지 않도록 공지 기술의 구체적인 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; The present invention may have several embodiments, some of which are disclosed herein. However, this is provided by way of illustration, not limitation, and should be understood to encompass all transformations, equivalents, and substitutions that fall within the spirit and scope of the invention. Specific details are provided in the following detailed description to assist in a comprehensive understanding of the method, apparatus, and / or system in accordance with the disclosed embodiments, and some embodiments may be practiced without some or all of these details. In addition, specific descriptions of well-known technology may be omitted so as not to unnecessarily obscure various aspects of the present invention.

후술되는 용어는 단지 특정 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 한정적 의미로 고려되고자 의도된 것이 아니다. 단수 형태의 표현은 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 복수 형태의 의미를 포함한다. 또한, 이 문서에서, "포함하다" 또는 "가지다"와 같은 용어는 어떤 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합이 존재함을 나타내려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 정보 또는 이들의 조합의 존재 또는 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms below are only used to describe particular embodiments, and are not intended to be considered in a limiting sense. The singular forms “a,” “an,” and “the” include plural forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, in this document, terms such as "include" or "have" are intended to indicate that a feature, number, step, action, component, information, or combination thereof exists, and that one or more other features, It is to be understood that it does not exclude the presence or possibility of numbers, steps, operations, components, information or combinations thereof.

NOMA 시스템의 개요Overview of the NOMA System

NOMA 시스템을 개관하기 위해, 다수 사용자 다운링크 NOMA 시스템을 고려한다. 도 1은 3개의 사용자 장비(User Equipment: UE)(이는 "사용자"로 약칭될 수도 있음)(121, 122, 123)가 있는 예시적인 단일 셀 NOMA 시스템(100)에서의 다운링크 시나리오를 도시한다. 이러한 환경에서 모든 사용자(121, 122, 123)는 상이한 채널 이득을 겪을 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, h1, h2 및 h3는 각각 클러스터 내의 사용자(121) UE1, 사용자(122) UE2 및 사용자(123) UE3의 채널 이득이되, h1이 가장 큰 크기를 갖고 h3이 가장 작은 크기를 갖는다고 가정될 수 있다.To overview the NOMA system, consider a multi-user downlink NOMA system. 1 illustrates a downlink scenario in an exemplary single cell NOMA system 100 with three User Equipment (UE) (which may be abbreviated as “user”) 121, 122, 123. . In such an environment all users 121, 122, 123 may experience different channel gains. For example, as shown in FIG. 1, h 1 , h 2, and h 3 are the channel gains of user 121 UE 1 , user 122 UE 2, and user 123 UE 3 , respectively, in the cluster, It can be assumed that h 1 has the largest size and h 3 has the smallest size.

도 1에 도시된 바와 같이, 기지국(Base Station: BS) 장비(110)는 3개의 상이한 신호를 단일의 공유된 주파수 리소스 상에서 비직교식으로(non-orthogonally) 송신할 수 있다. 예를 들어, 다음과 같이, 사용자 신호들이 선형으로 중첩될 수 있다.As shown in FIG. 1, the base station (BS) equipment 110 may transmit three different signals non-orthogonally on a single shared frequency resource. For example, user signals may overlap linearly as follows.

Figure 112018017972414-pat00001
Figure 112018017972414-pat00001

여기서 xi는 UEi를 위한 사용자 신호이되, i=1,2,3이다. 예를 들어, 각 사용자(121, 122, 123)에 대한 전력 도메인(power domain)에서의 다중화를 통해 상이한 사용자 신호들이 중첩될 수 있다. 이제 UEi에서의 수신된 신호 yi는 다음과 같이 주어질 수 있다.Where x i is a user signal for UE i , where i = 1,2,3. For example, different user signals may overlap through multiplexing in the power domain for each user 121, 122, 123. Now, the received signal y i in the UE i may be given as follows.

Figure 112018017972414-pat00002
Figure 112018017972414-pat00002

여기서 hi는 UEi의 채널 이득이고 wi는 외부 및 내부 간섭을 포함하는 수신된 잡음이다.Where h i is the channel gain of UE i and w i is the received noise including external and internal interference.

각각의 사용자(121, 122, 123)는 모든 사용자 신호를 포함하는 그러한 합성 신호를 수신하고, 수신된 합성 신호로부터 그 자신의 신호를 추출할 수 있다. 예를 들어, 각 사용자(121, 122, 123)는 그 자신의 신호를 복구하기 위해 SIC가 가능한 각자의 수신기(131, 132, 133)를 사용하여 다른 사용자 신호를 포함하는 주요한 간섭 신호를 제거할 수 있다. SIC 수신기(131, 132, 133)가 자기의 원하는 사용자 신호를 획득할 수 있도록 사용자 신호들 간에는 상당한 구분이 있어야 한다. 이것은 NOMA에서의 소정의 전력 할당 방안에 따라 상이한 전력 레벨로 상이한 사용자 신호를 다중화함으로써 보장될 수 있다. 예를 들어, 다운링크 NOMA 시스템(가령, NOMA 시스템(100))에서, 더 나은 채널 조건을 갖는 사용자(가령, BS(110)에 매우 근접하여 높은 채널 이득을 갖는 사용자(121))는 더 많은 페이딩(fading) 및 경로 손실을 겪을 사용자(가령, BS(110)로부터 멀리 있는 다른 사용자(122, 123))에 비해 낮은 전력 레벨을 할당 받을 수 있다. 도 1에 도시된 환경에서, UE3(123)에 가장 높은 전력이 할당되고 UE1(121)에 가장 낮은 전력이 할당될 수 있다. 따라서, 약한 채널 이득을 갖는 사용자는 강한 채널 이득을 갖는 사용자의 신호로 인해 겪는 간섭의 레벨이 더 낮다. 강한 채널 이득을 갖는 사용자는 약한 채널 이득을 갖는 사용자의 신호로 인해 겪는 간섭의 레벨이 더 높을 터이나, 더 나은 채널 조건을 가지므로 SIC에 의한 디코딩이 용이할 수 있다. 도 1을 참조하면, UE1(121)은 SIC를 수행하여 UE2 신호 및 UE3 신호 양자 모두에 의한 간섭을 제거할 수 있는 반면, UE2(122)는 UE3 신호에 의한 간섭을 제거할 수 있을 뿐이다. UE3(123)은 UE1 신호 및 UE2 신호에 의한 간섭을 겪지만, 이를 제거할 수는 없다. 대신에, UE3(123)은 자신의 신호의 디코딩을 수행할 뿐인데, 이러한 디코딩 프로세스에서 UE1 신호 및 UE2 신호는 낮은 전력 레벨으로 BS(110)로부터 송신되고 전파 중에 약화되는바 잡음으로 취급될 수 있다.Each user 121, 122, 123 can receive such a composite signal, including all user signals, and extract its own signal from the received composite signal. For example, each user 121, 122, 123 may use its own SIC-capable receivers 131, 132, 133 to recover its own signal to remove the primary interference signal including other user signals. Can be. There must be a significant separation between the user signals so that the SIC receivers 131, 132, 133 can obtain their desired user signals. This can be ensured by multiplexing different user signals at different power levels according to some power allocation scheme in NOMA. For example, in a downlink NOMA system (e.g., NOMA system 100), a user with better channel conditions (e.g., a user 121 with a high channel gain in close proximity to BS 110) has more. Lower power levels may be assigned compared to users who will experience fading and path loss (eg, other users 122, 123 far from BS 110). In the environment shown in FIG. 1, the highest power may be allocated to UE 3 123 and the lowest power may be allocated to UE 1 121. Thus, users with weak channel gains have a lower level of interference due to signals from users with strong channel gains. A user with a strong channel gain may have a higher level of interference due to a user's signal with a weak channel gain, but may have better channel conditions and thus be easier to decode by SIC. Referring to FIG. 1, UE 1 121 may perform SIC to remove interference by both UE 2 and UE 3 signals, while UE 2 122 may remove interference by UE 3 signals. I can only. UE 3 123 experiences interference by the UE 1 signal and the UE 2 signal, but cannot eliminate it. Instead, UE 3 123 only performs decoding of its signals, in which the UE 1 and UE 2 signals are transmitted from BS 110 at low power levels and treated as noise as they are weakened during propagation. Can be.

도 2는 예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(200)에서의 다운링크 시나리오를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 다중 셀 배치에서 두 가지 사용자 유형, 곧 BS(211, 212) 근처의 CC 사용자(가령, 사용자(221, 223)) 및 셀 커버리지(cell coverage)의 경계(201, 202) 근처의 CE 사용자(가령, 사용자(222, 224))가 정의될 수 있다. 일반적인 다중 셀 네트워크에서 모든 사용자, 특히 CE 사용자가 ICI를 겪을 것이지만, 다중 셀 OMA 네트워크에 비해 다중 셀 NOMA 네트워크에서 ICI가 훨씬 더 심할 것이다. 다중 셀 OMA 네트워크의 CE 사용자는 단지 몇몇 시간 슬롯이나 주파수 대역이 ICI를 겪을 것임에 반해, 다중 셀 NOMA 네트워크의 CE 사용자는 항상 ICI를 겪을 것이기 때문이다.2 illustrates a downlink scenario in an example multi-cell NOMA system 200. As shown in FIG. 2, two user types in a multi-cell deployment, namely CC users (eg, users 221, 223) near BSs 211, 212, and the boundaries of cell coverage 201, CE users (eg, users 222, 224) near 202 may be defined. All users, especially CE users, will experience ICI in a typical multi-cell network, but ICI will be much more severe in a multi-cell NOMA network than in a multi-cell OMA network. This is because CE users of a multi-cell OMA network will only experience ICI, while only a few time slots or frequency bands will experience ICI.

다중 셀 NOMA 시스템(200)에서도, 전술된 바와 같이 사용자들이 클러스터링될 수 있다. 이러한 클러스터링에는 채널 조건의 차이가 사용될 수 있는바, 예컨대 강한 채널 이득을 갖는 사용자와 약한 채널 이득을 갖는 사용자를 함께 페어링하여 SIC 프로세스를 수월하게 할 수 있다.Even in the multi-cell NOMA system 200, users may be clustered as described above. This clustering can use differences in channel conditions, such as pairing users with strong channel gains with users with weak channel gains to facilitate the SIC process.

예시적인 시스템 모델Example System Model

이제, 예시적인 NOMA 시스템에서의 다운링크 시나리오가 더욱 상세히 논의된다. 이하의 논의는 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 시스템(200))에도 적용될 수 있다. 예시적인 NOMA 시스템에서 다음의 사항이 가정된다. 각 셀 내의 사용자의 수는 K이다. 총 시스템 대역폭은 B이고, 이는 다수 사용자 송신을 위해 사용되는 L개의 서브대역(sub-band)으로 분할된다. 서브대역 각각은 OMA나 NOMA를 사용할 수 있다. BS의 송신 안테나의 수는 Nt이고, UE의 수신 안테나의 수는 Nr이다. 각각의 BS의 총 송신 전력 한도는 Pmax이다.Now, the downlink scenario in the example NOMA system is discussed in more detail. The discussion below may also apply to a multi-cell NOMA system (eg, system 200). In the exemplary NOMA system, the following is assumed. The number of users in each cell is K. The total system bandwidth is B, which is divided into L sub-bands used for multiple user transmissions. Each of the subbands may use OMA or NOMA. The number of transmit antennas of the BS is N t and the number of receive antennas of the UE is N r . The total transmit power limit of each BS is P max .

예를 들어, 다수 사용자 스케줄러(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)에 의해 K개의 사용자 중에서 mb개의 사용자가 선택되어 주파수 블록 b(1≤b≤L)에 사용자의 세트

Figure 112018017972414-pat00003
가 맵핑되는데, 여기서 mb는 주파수 블록 b에서 비직교식으로 다중화되는 사용자의 수를 나타내고 ub(j)는 주파수 블록 b에 스케줄링된 j번째(1≤j≤mb) 사용자의 인덱스(index)를 나타낸다. NOMA 다운링크에서, BS(가령, BS(211, 212))는 각각의 ub(j)번째 사용자 데이터를 서로 독립적으로 채널 코딩하고 변조할 것이다. ub(j)번째의 코딩된 변조 심볼이 sb(ub(j))이고(여기서
Figure 112018017972414-pat00004
), 주파수 블록 b에서의 송신을 위해 사용자 ub(j)에 할당된 전력 레벨을 pb(ub(j))라고 하면, 주파수 리소스 b에서의 송신 신호 xb는 다음과 같이 주파수 블록 b에서의 모든 mb 사용자의 sb(ub(j))가 중첩 코딩된 것일 수 있다.For example, m b users are selected from among K users by a multi-user scheduler (eg, a scheduler associated with BS 211, 212) to set the user in frequency block b (1 ≦ b ≦ L).
Figure 112018017972414-pat00003
Where m b represents the number of non-orthogonally multiplexed users in frequency block b and u b (j) is the index of the j th (1 ≦ j ≦ m b ) user scheduled in frequency block b ). In the NOMA downlink, the BS (e.g., BS 211, 212) will channel code and modulate each u b (j) th user data independently of each other. u b (j) th coded modulation symbol is s b (u b (j)) where
Figure 112018017972414-pat00004
), If the power level assigned to user u b (j) for transmission in frequency block b is p b (u b (j)), then the transmission signal x b in frequency resource b is S b (u b (j)) of all m b users at may be overlap coded.

Figure 112018017972414-pat00005
Figure 112018017972414-pat00005

예를 들어, 성능 목표를 충족시키기 위해서 합성 신호에서 가용 전력 중 더 많은 부분이 CE 사용자에게 할당될 수 있고, 결과적으로 CC 사용자에게는 더 적은 전력이 할당될 수 있다. 이러한 전력 할당은 CE 사용자 신호는 더 많은 신호 페이딩뿐만 아니라 더 많은 간섭을 겪을 것이고 CC 사용자 신호는 더 적은 페이딩 영향을 받을 것임을 감안한 것이다.For example, more of the available power in the composite signal may be allocated to the CE user to meet the performance goal, and consequently less power may be allocated to the CC user. This power allocation takes into account that CE user signals will suffer more interference as well as more signal fading and CC user signals will be less affected by fading.

주파수 블록 b에서의 사용자 ub(j)는 다음과 같은 신호 yb(ub(j))를 수신할 수 있다.User u b (j) in frequency block b may receive the following signal y b (u b (j)).

Figure 112018017972414-pat00006
Figure 112018017972414-pat00006

여기서 hb(ub(j))는 주파수 블록 b에서의 사용자 ub(j)의 채널 계수의 Nr×Nt 행렬이고, wb(ub(j))는 주파수 블록 b에서의 사용자 ub(j)의 잡음 플러스(plus) ICI인 Nr×1 벡터이다. 채널 계수들은 송신기(가령, BS(211, 212)의 송신기)로부터의 거리에 의존적인 경로 손실, 음영 손실(shadowing loss) 및 순시 페이딩(instantaneous fading) 계수들을 포함할 수 있다. 편의상, 순시 페이딩 계수는 주파수 블록 내에서 일정하게 유지된다고 가정될 수 있다.Where h b (u b (j)) is the N r × N t matrix of channel coefficients of user u b (j) in frequency block b, and w b (u b (j)) is user in frequency block b It is the N r × 1 vector which is the noise plus ICI of u b (j). Channel coefficients may include path loss, shadowing loss, and instantaneous fading coefficients depending on distance from the transmitter (eg, transmitters of BS 211, 212). For convenience, the instantaneous fading coefficient can be assumed to remain constant within the frequency block.

사용자 ub(j)의 수신기는 ICI를 백색 잡음으로 취급할 수 있고, 수신된 신호 yb(ub(j))에 대해 다이버시티 조합(diversity combining)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 사용자 ub(j)의 SIC 수신기는 yb(ub(j))에 대해 최대 비율 조합(Maximum Ratio Combining: MRC)을 수행하여 다음과 같이 주어지는 다이버시티 조합된 신호를 획득할 수 있다.The receiver of user u b (j) may treat the ICI as white noise and may perform diversity combining on the received signal y b (u b (j)). For example, the SIC receiver of user u b (j) performs maximum ratio combining (MRC) on y b (u b (j)) to obtain a diversity combined signal given by Can be.

Figure 112018017972414-pat00007
Figure 112018017972414-pat00007

여기서

Figure 112018017972414-pat00008
및
Figure 112018017972414-pat00009
는 각각 MRC가 적용된 후의 채널 이득 및 잡음 플러스 ICI이다. 이하에서,
Figure 112018017972414-pat00010
의 평균 전력은
Figure 112018017972414-pat00011
로 표기된다. 그리고, 주파수 블록 b에서의 사용자 ub(j)의 채널 이득은
Figure 112018017972414-pat00012
라고 정의될 수 있다.here
Figure 112018017972414-pat00008
And
Figure 112018017972414-pat00009
Are channel gain and noise plus ICI, respectively, after MRC is applied. In the following,
Figure 112018017972414-pat00010
The average power of
Figure 112018017972414-pat00011
It is indicated by. And, the channel gain of user u b (j) in frequency block b is
Figure 112018017972414-pat00012
It can be defined as.

NOMA 다운링크에서, 각각의 UE에 구현된 SIC 수신기는 각자의 개별 신호를 중첩된 수신된 신호로부터 복구할 수 있다. SIC를 위한 디코딩 순서는 각각의 UE가 겪는 (ICI 및 잡음을 포함하는) 간섭과 채널 조건 간의 비율에 좌우될 수 있다. 예를 들어, SIC 디코딩 순서는 잡음 및 ICI 전력에 의해 정규화된 채널 이득의 오름차순일 수 있다. NOMA 사용자는 합성 신호로부터 그 자신의 개별 신호를 디코딩하기 전에, 간섭 제거를 위해 디코딩 차례가 온 다른 사용자의 신호를 순서대로 검출할 수 있다.In the NOMA downlink, the SIC receiver implemented in each UE can recover each individual signal from the superimposed received signal. The decoding order for SIC may depend on the ratio between channel conditions and interference (including ICI and noise) that each UE experiences. For example, the SIC decoding order may be ascending order of channel gain normalized by noise and ICI power. The NOMA user may in turn detect the signals of other users whose decoding order has been decoded for interference cancellation before decoding their own individual signals from the composite signal.

예시적인 간섭 관리 기법Example Interference Management Technique

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))에서 ICI를 감소시키고 나아가 CE 사용자의 쓰루풋을 높이기 위해 셀 간 협력 기술이 채용될 수 있다. ICI는 단일 셀 네트워크에 비해 다중 셀 아키텍처에서 CE 사용자의 성능에 상당한 악화를 야기한다. 특히, 다중 셀 NOMA 환경에서는 수신된 신호가 상이한 셀의 CE 사용자 신호의 중첩으로 인해 훨씬 더 복잡하게 되므로, 단일 셀 환경을 위한 간섭 제거 기법과 채널 모델링이 직접적으로 적용되기 어렵다. 예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))은 셀 간의 협력에 기반하여 ICI를 완화하는 다중 셀 간섭 관리(interference management) 기법을 이용할 수 있다. 예를 들어, 여러 BS가 (가령, 백홀(backhaul) 연결을 통해) 서로 협력하여 소정의 정보를 공유하고 적어도 하나의 BS가 사용자를 서빙할 수 있다. 이러한 기법은 이른바 "협력 처리"(Coordinated Processing: CP)와 "공동 처리"(Joint Processing: JP)로 분류될 수 있다. 이러한 분류는 사용자 데이터가 여러 BS 사이에 공유되는지 여부에 기반한다. 이하에서 CP 기법이 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 시스템(200))에 적용되면 NOMA-CP로 지칭될 수 있고, JP 기법이 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 시스템(200))에 적용되면 NOMA-JP로 지칭될 수 있다. NOMA-JP 기법은 송신이 가능한 BS들 간의 이상적인 백홀을 전제하는 반면, NOMA-CP 기법은 그러하지 않다.In an example multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200), inter-cell coordination techniques may be employed to reduce ICI and further increase throughput of CE users. ICI causes significant degradation of the performance of CE users in multi-cell architectures compared to single-cell networks. In particular, in a multi-cell NOMA environment, since the received signal is much more complicated due to the superposition of CE user signals of different cells, interference cancellation and channel modeling for a single cell environment cannot be directly applied. An exemplary multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200) may use a multi-cell interference management technique that mitigates ICI based on cooperation between cells. For example, several BSs may cooperate with one another (eg, via a backhaul connection) to share certain information and at least one BS may serve the user. These techniques can be classified into so-called "Coordinated Processing" (CP) and "Joint Processing" (JP). This classification is based on whether user data is shared between multiple BSs. Hereinafter, when the CP technique is applied to a multi-cell NOMA system (eg, system 200), it may be referred to as a NOMA-CP, and when the JP technique is applied to a multi-cell NOMA system (eg, system 200), NOMA-JP It may be referred to as. The NOMA-JP technique presupposes an ideal backhaul between BSs that can transmit, whereas the NOMA-CP technique does not.

NOMA-JP는 여러 BS 간의 데이터 공유를 수반한다. 특히, NOMA-JP에서, 사용자 데이터가 여러 BS에서 가용하다. 그러면 사용자는 하나 이상의 BS로부터 자신의 데이터를 얻을 수 있다. 그러한 서빙(serving) BS의 수에 따라, NOMA-JP는 두 가지 부류로 구분될 수 있다.NOMA-JP involves sharing data between several BSs. In particular, in NOMA-JP, user data is available at several BSs. The user can then get his data from one or more BSs. Depending on the number of such serving BSs, NOMA-JP can be divided into two classes.

우선, NOMA 공동 송신(Joint Transmission: JT)(이하에서 "NOMA-JT"로 약칭될 수도 있음) 기법은 다수의 BS가 서로에 대해 간섭으로 작용하는 것이 아니라 공유된 리소스를 사용하여 사용자를 동시에 서빙할 것을 요구한다. NOMA-JT는 CC 사용자의 데이터 레이트를 그다지 약화시키지 않으면서 CE 사용자의 수신 신호의 품질을 상당히 개선할 수 있다. 이는 한 사용자가 여러 BS로부터 데이터를 수신한다는 점에서 다중 입력 다중 출력(Multiple Input Multiple Output:MIMO) 송신의 효과를 가져오고, 따라서 단일 셀 MIMO 방안과 유사하게 ICI가 효과적으로 제거될 수 있다. NOMA-JT 기법에 따르면, 사용자 데이터와 더불어, 채널 정보(가령, CSI), 다른 정보(가령, 빔포밍(BeamForming: BF) 정보) 등등이 BS들 간에 공유된다. 다만, NOMA-JT 기법은 모든 송신 BS에서 가용한 전역(global) CSI가 필요한바, 과도한 백홀 오버헤드(overhead)를 초래할 수 있다. 그러한 CSI 공유 오버헤드를 극복하기 위해, 협력 중첩 코딩(Coordinated Superposition Coding: CSC) 방안이 사용될 수도 있다. 이 방안에 따르면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 각각의 CC 사용자는 각자의 BS에 의해 서빙되고 CE 사용자는 두 BS 모두에 의해 서빙된다. 셀 간의 이러한 협력은 CC 사용자의 레이트를 해치지 않으면서도 공통적인 CE 사용자에게 적정한 송신 레이트를 제공할 수 있다.First, the NOMA Joint Transmission (JT) technique (also abbreviated as "NOMA-JT" hereinafter) is a technique in which multiple BSs serve users simultaneously using shared resources rather than interfering with each other. Ask to do NOMA-JT can significantly improve the quality of the CE user's received signal without significantly dampening the CC user's data rate. This has the effect of multiple input multiple output (MIMO) transmission in that one user receives data from multiple BSs, and thus ICI can be effectively eliminated similarly to single cell MIMO schemes. According to the NOMA-JT technique, in addition to user data, channel information (eg, CSI), other information (eg, BeamForming (BF) information), and the like are shared between BSs. However, the NOMA-JT technique requires global CSI available at all transmitting BSs, which may result in excessive backhaul overhead. To overcome such CSI sharing overhead, a Coordinated Superposition Coding (CSC) scheme may be used. According to this scheme, as shown in FIG. 3A, each CC user is served by a respective BS and a CE user is served by both BSs. This collaboration between cells can provide an appropriate transmission rate for common CE users without compromising the CC user's rate.

다음으로, NOMA 동적 셀 선택(Dynamic Cell Selection: DCS)(이하에서 "NOMA-DCS"로 약칭될 수도 있음) 기법은 여러 BS가 사용자 데이터를 공유하나 그 중 하나의 선택된 BS만이 해당 사용자를 서빙할 것을 요구한다. 그러한 송신 BS는 시간에 따라 (가령, 채널 조건에 기반하여) 동적으로 변경될 수 있다. 이를 위해, NOMA-DCS 기법에서는 사용자 데이터는 물론 CSI와 같은 정보가 BS들 간에 공유될 수 있다. 예를 들어, 도 3b에 도시된 바와 같이, 어떤 BS로부터 공통적인 CE 사용자로의 채널 계수가 다른 BS로부터 공통적인 CE 사용자로의 채널 계수보다 더 큰 크기를 갖는 경우, 앞의 BS는 NOMA 기법을 사용하여 동시에 CE 사용자와 CC 사용자의 쌍을 서빙하고, 뒤의 BS는 자신의 CC 사용자만 서빙한다. 오직 하나의 BS가 CE 사용자 데이터를 가지므로, CE 사용자는 다른 BS로부터의 신호를 잡음으로 간주할 수 있고, 따라서 ICI가 제거될 수 있다. 또한, 다른 BS에 의해 서빙되는 CC 사용자는 SIC를 사용하지 않으므로, 검출 프로세스가 단순화될 수 있다.Next, the NOMA Dynamic Cell Selection (DCS) technique (hereinafter also abbreviated as "NOMA-DCS") technique allows multiple BSs to share user data but only one selected BS will serve that user. Requires. Such transmitting BS can change dynamically over time (eg, based on channel conditions). To this end, in the NOMA-DCS scheme, not only user data but also information such as CSI may be shared between BSs. For example, as shown in FIG. 3B, if the channel coefficients from one BS to a common CE user have a larger magnitude than the channel coefficients from another BS to a common CE user, the preceding BS uses the NOMA technique. To serve a pair of CE users and CC users at the same time, and the latter BS serves only its CC users. Since only one BS has CE user data, the CE user can regard the signal from the other BS as noise and thus the ICI can be eliminated. In addition, the CC user served by another BS does not use SIC, so the detection process can be simplified.

NOMA-CP는 NOMA-JP와 달리 여러 BS 간에 사용자의 데이터가 공유되지 않는다. 그러나, 협력하는 BS들은 채널 정보(가령, CSI)와 네트워크 정보(가령, BF 정보나 스케줄링 정보)를 교환할 수 있다. NOMA-CP의 두 가지 종류는 NOMA 협력 빔포밍(Coordinated Beamforming: CB)(이하에서 "NOMA-CB"로 약칭될 수도 있음) 및 NOMA 협력 스케줄링(Coordinated Scheduling: CS)(이하에서 "NOMA-CS"로 약칭될 수도 있음)이다.Unlike NOMA-JP, NOMA-CP does not share user data among multiple BSs. However, cooperating BSs may exchange channel information (eg, CSI) and network information (eg, BF information or scheduling information). Two types of NOMA-CP are NOMA Coordinated Beamforming (CB) (also abbreviated as "NOMA-CB" below) and NOMA Coordinated Scheduling (CS) (hereinafter referred to as "NOMA-CS"). May be abbreviated as.

우선, 도 3c에 예시된 NOMA-CB에서, 사용자 데이터는 하나의 서빙 BS에서 가용할 뿐이다. 빔포밍 결정은 전역 CSI에 기반한 협력으로써 행해질 수 있다. 나아가, ICI를 제거함으로써 CE 사용자의 데이터 레이트를 개선하기 위해서 BS들을 위한 BF 벡터들의 공동 최적화(joint optimization)을 수행하는 두 가지 NOMA-CB 방안이 있는데, 이는 ICI뿐만 아니라 클러스터간 간섭도 제거한다. 아울러, 클러스터내 간섭은 SIC를 사용하여 제거될 수 있다. 그러한 방안들 중 하나는 BS에서의 전역 CSI를 요구하는 반면, 다른 하나는 BS에서의 CE 사용자의 서빙 채널 이득을 요구할 뿐이다.First, in the NOMA-CB illustrated in FIG. 3C, user data is only available at one serving BS. Beamforming decisions may be made with cooperation based on global CSI. Furthermore, there are two NOMA-CB schemes that perform joint optimization of BF vectors for BSs to improve the data rate of CE users by eliminating ICI, which eliminates inter-cluster interference as well as ICI. In addition, intracluster interference can be eliminated using SIC. One such scheme requires global CSI at the BS, while the other only requires the serving channel gain of the CE user at the BS.

다음으로, NOMA-CS에 따르면, 상이한 BS들이 ICI가 낮게 NOMA 사용자들을 서빙하기 위해 스케줄링을 협력하여서 CE 사용자에게 적절한 서비스(가령, 적절한 서비스 품질(Quality of Service: QoS))를 보장한다. 도 3d에 도시된 바와 같이, NOMA-CS에서, 협력 BS들 중 하나만이 자신의 CC 사용자 및 CE 사용자에게 합성 NOMA 신호를 송신하고, 다른 인접 BS는 합성 신호 대신에 CC 사용자에게 의도된 신호를 CC 사용자에게 송신할 뿐이다.Next, according to NOMA-CS, different BSs cooperate in scheduling to serve NOMA users with low ICI to ensure proper service (e.g., adequate Quality of Service (QoS)) to CE users. As shown in FIG. 3D, in the NOMA-CS, only one of the cooperating BSs transmits a composite NOMA signal to its CC user and CE user, and the other neighboring BS sends the CC intended signal to the CC user instead of the synthesized signal. It just sends it to the user.

2개의 셀 각각이 P개의 클러스터를 갖고 각각의 클러스터는 두 사용자를 가지며, 각각의 BS와 사용자가 P개의 안테나를 가진다고 가정하면, NOMA-CS, NOMA-CB, NOMA-DCS 및 NOMA-JT에 의해 지원되는 사용자의 수는 각각 4P 미만(<<4P), 4(P-1), 3P 및 3P(또는 4P)이라고 알려져 있다.Assuming that each of the two cells has P clusters and each cluster has two users, each BS and user has P antennas, by NOMA-CS, NOMA-CB, NOMA-DCS and NOMA-JT The number of supported users is known to be less than 4P (<< 4P), 4 (P-1), 3P and 3P (or 4P), respectively.

적응적 FFR 기반의 주파수 및 전력 할당Adaptive FFR-Based Frequency and Power Allocation

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))의 설계에서 NOMA UE 클러스터를 형성하는 것과 그러한 클러스터의 크기를 결정하는 것이 고려될 필요가 있다. 이러한 사용자 클러스터링은 동일한 클러스터 내의 NOMA 사용자들이 동일한 시간-주파수 리소스 블록 상에서 동작하게 하고자 한다. 같은 셀 내의 다른 클러스터들에는 직교 리소스가 할당되며, 따라서 동일한 클러스터 내의 UE 사이에서 셀내 간섭 관리가 요구될 뿐이다. 그러나, 다른 셀들의 클러스터들이 동일한 리소스 블록을 공유할 수가 있는데, 이는 ICI를 유발한다.In the design of an exemplary multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200), forming a NOMA UE cluster and determining the size of such a cluster need to be considered. This user clustering is intended to allow NOMA users in the same cluster to operate on the same time-frequency resource block. Orthogonal resources are allocated to other clusters in the same cell, and thus only intra-cell interference management is required between UEs in the same cluster. However, clusters of different cells may share the same resource block, which causes ICI.

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))에서는, 각 셀의 CE 사용자에게 서로 직교하는 상이한 주파수 대역을 할당하고 다른 셀의 CC 사용자에게 그 대역을 할당하지 않는 방식으로, 곧 FFR를 기반으로, 다운링크 NOMA에 적합하게 마련될 수 있다(기존의 다운링크 OFDMA에서 CE 사용자의 성능을 향상시키기 위해 제안된 FFR 방안은 다운링크 NOMA에서 그대로 적용되기 어려운데, 다운링크 NOMA에서는 예컨대 CE 사용자 및 CC 사용자가 페어링되는 것과 같이, 둘 이상의 사용자가 동일한 주파수 리소스 상에 스케줄링될 가능성이 매우 높기 때문임).In an exemplary multi-cell NOMA system (e.g., multi-cell NOMA system 200), the CE users of each cell are assigned different frequency bands that are orthogonal to each other and not allocated to the CC users of other cells. Based on the FFR, it can be suited for downlink NOMA (the proposed FFR scheme to improve the performance of CE users in the existing downlink OFDMA is difficult to apply in the downlink NOMA as it is, for example, in CE As users and CC users are paired, it is very likely that two or more users are scheduled on the same frequency resource).

전술된 바와 같이, 주파수 재사용 방안은 사용자 용량을 향상시키고 할당된 주파수 스펙트럼을 효율적으로 활용하기 위해서 채택될 수 있으며, 나아가 ICI를 감소시켜 CE 사용자에게 더 나은 성능을 보장하기 위해 적용될 수 있다. 예를 들어, FFR은 CE 사용자의 성능 문제를 해결하기 위해 제안된 것으로서, CE 사용자의 높은 SINR뿐만 아니라 높은 네트워크 쓰루풋을 제공한다.As mentioned above, frequency reuse schemes can be employed to improve user capacity and efficiently utilize the allocated frequency spectrum, and furthermore can be applied to reduce ICI to ensure better performance for CE users. For example, FFR is proposed to solve performance problems of CE users, and provides high network throughput as well as high SINR of CE users.

다운링크 OFDMA 시스템의 성능은 보통 ICI에 의해 제한되는데, CE 사용자가 ICI로부터 더 영향을 받는다. FFR 방안에 따르면, ICI를 감소시키기 위해서, 셀 경계 지역에는 더 낮은 재사용 인자(reuse factor)가 사용된다. 예컨대, 도 4에 도시된 바와 같이, 다운링크 OFDMA을 위한 FFR 방안은 셀들(401, 402, 403) 내의 CC 사용자에게 동일한 대역(410)을 할당하나(즉, 주파수 재사용 인자는 1임) 셀들(401, 402, 403) 내의 CE 사용자에게는 구분되는 직교 대역(421, 422, 423)을 각각 할당하는바(즉, 주파수 재사용 인자는 1/3임), CC 사용자를 위한 채널과 CE 사용자를 위한 채널이 분리된다. SFR 방안은 어떤 셀의 CE 사용자에게 할당된 스펙트럼을 다른 셀의 CC 사용자가 사용할 수 있다는 점에서 FFR과 차이가 있다. 반면에, SFR은 리소스 효율성 및 간섭 감소 간의 균형을 이룰 수 있다. SFR 방안에 따르면, 각 셀은 주어진 전체 주파수 대역을 사용할 수 있으나, CE 사용자를 위한 송신 전력은 CC 사용자보다 더 높게 설정된다. 그런데, SFR 방안은 FFR 방안에 비해 전체 시스템 효율을 높일 수는 있지만, CC 사용자 및 CE 사용자 모두에 대해 더 많은 간섭을 야기할 수 있다. 이런 점에 비추어 볼 때, 간섭 완화가 매우 중요한 경우에는 FFR이 상당히 더 나은 선택이 될 수 있다.The performance of downlink OFDMA systems is usually limited by ICI, with CE users being more affected by ICI. According to the FFR scheme, in order to reduce the ICI, a lower reuse factor is used in the cell boundary region. For example, as shown in FIG. 4, the FFR scheme for downlink OFDMA allocates the same band 410 to the CC user in cells 401, 402, 403 (ie, the frequency reuse factor is 1). Allocate separate orthogonal bands (421, 422, 423) to CE users in 401, 402, 403 (i.e., frequency reuse factor is 1/3), channels for CC users and channels for CE users. This is separated. The SFR scheme differs from FFR in that spectrum allocated to CE users of one cell can be used by CC users of other cells. On the other hand, SFRs can strike a balance between resource efficiency and interference reduction. According to the SFR scheme, each cell can use a given total frequency band, but the transmit power for the CE user is set higher than the CC user. By the way, the SFR scheme may increase overall system efficiency compared to the FFR scheme, but may cause more interference for both the CC user and the CE user. In light of this, FFR may be a much better choice when interference mitigation is very important.

전술된 바와 같이, 다운링크 NOMA에서는 거의 항상 동일한 주파수 리소스 상에 다수의 사용자가 있을 것이다. OFMDA를 위한 FFR 방안은 통상적으로 둘 이상의 사용자가 동일한 서브대역으로 스케줄링되는 NOMA 시스템을 지원하지 않는바, 다운링크 NOMA에 맞도록 안출될 필요가 있다. 또한, FFR의 재사용 인자는 네트워크의 주파수 계획 시에 정해질 수도 있지만, 그러한 정적(static) FFR 방안은 셀의 경계 지역에 영향을 미치는 변화하는 채널 조건과 간섭이 일어나는 조건을 감안하지 않은 것이므로, 실제 환경에서 CE 사용자의 시스템 성능이 상당한 정도에 이르기 어렵다.As mentioned above, in downlink NOMA there will almost always be multiple users on the same frequency resource. The FFR scheme for OFMDA typically does not support a NOMA system in which two or more users are scheduled in the same subband, so it needs to be designed for downlink NOMA. In addition, the reuse factor of the FFR may be determined in the frequency planning of the network, but such a static FFR scheme does not take into account changing channel conditions and interference conditions that affect the cell's boundary area. In the environment, the performance of the CE user's system is difficult.

이하에서 설명되는 바와 같이, 예시적인 실시예는 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 시스템(200))을 위한 적응적인 FFR 기반의 주파수 및 전력 할당 기법을 제공한다. 이러한 기법은 NOMA의 이점을 얻는 것뿐만 아니라 셀 서비스 영역 내의 모든 사용자에게 균형 잡힌 서비스를 보장하기 위해, 이들 사용자에게 서비스 제공을 하는 동안의 공정성을 제공하는 것을 고려한다.As described below, an example embodiment provides an adaptive FFR based frequency and power allocation technique for a multi-cell NOMA system (eg, system 200). This technique not only takes advantage of NOMA but also considers providing fairness during service provision to these users in order to ensure a balanced service to all users in the cell service area.

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))에서, 스케줄러(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)는 우선 CE 사용자 또는 CC 사용자로의 사용자 분류를 수행한다. 이하에서, CE 사용자의 그룹은 UE로 표기되고, CC 사용자의 그룹은 UC로 표기된다.In an exemplary multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200), the scheduler (eg, the scheduler associated with BS 211, 212) first performs user classification as a CE user or CC user. In the following, the group of CE users is denoted U E , and the group of CC users is denoted U C.

스케줄러(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)는 사용자 클러스터링을 (가령, 동적으로) 수행하면서, CC 사용자와 CE 사용자에게 주파수 블록을 할당한다. 예시적인 FFR 기반의 주파수 할당을 위해, 전체 송신 대역폭 B의 1/3에 해당하는 주파수 대역 BE가 CE 사용자 그룹을 위해 사용된다. 그리고, 전체 송신 대역폭 B의 나머지 2/3에 해당하는 주파수 대역 BC가 CC 사용자 그룹을 위해 사용될 뿐만 아니라, 어떤 CC 사용자는 어떤 CE 사용자와 동일한 서브대역에 맵핑될 수 있다(가령, NOMA 클러스터 크기가 2인 경우, 페어링된 CE 사용자와 CC 사용자). 그리고, CE 사용자 그룹을 위한 주파수 대역 내의 모든 서브대역은 ICI 감소를 위해 인접 셀의 CE 서브대역과 직교일 것이 요구된다.A scheduler (eg, a scheduler associated with BS 211, 212) assigns a frequency block to CC and CE users while performing user clustering (eg, dynamically). For example FFR based frequency allocation, frequency band B E corresponding to one third of the total transmission bandwidth B is used for the CE user group. In addition, not only the frequency band B C corresponding to the remaining 2/3 of the total transmission bandwidth B is used for the CC user group, but also some CC users may be mapped to the same subband as some CE user (eg, NOMA cluster size). Is 2, paired CE user and CC user). And, all subbands in the frequency band for the CE user group are required to be orthogonal to the CE subbands of neighboring cells for ICI reduction.

스케줄러(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)는 CE 사용자 그룹을 위한 주파수 대역 상의 송신 전력 밀도를 CC 사용자 그룹에 비해 더 높게 설정한다. 스케줄러의 스케줄링 정책으로부터 시스템 효율성(가령, 평균 사용자 쓰루풋에 의해 측정될 수 있음) 및 사용자 공정성(가령, 셀 경계 평균 사용자 쓰루풋에 의해 측정될 수 있음)은 상당한 영향을 받는다. 이와 관련하여, 비례적 공정성(Proportional Fairness: PF) 스케줄러는 셀 내의 사용자들 간의 평균 사용자 쓰루풋의 곱을 최대화함으로써 시스템 효율성과 공정성 간의 양호한 트레이드오프를 달성한다고 알려져 있다. 또한, 다수 사용자 스케줄링은 스케줄링된 사용자로의 송신 전력 할당과 서로 관련되는데, 사용자 간의 간섭으로 인해 다른 사용자의 쓰루풋에도 영향을 미치기 때문이다. 스케줄러가 최적의 전력 할당을 수행하는 데에는 너무 높은 계산상의 복잡도가 요구되므로, 실제 구현에서는 다른 방식의 전력 할당을 사용할 필요가 있다.The scheduler (eg, the scheduler associated with BS 211, 212) sets the transmit power density on the frequency band for the CE user group higher than the CC user group. From the scheduler's scheduling policy, system efficiency (eg, can be measured by average user throughput) and user fairness (eg, can be measured by cell boundary average user throughput) are significantly affected. In this regard, it is known that the Proportional Fairness (PF) scheduler achieves a good tradeoff between system efficiency and fairness by maximizing the product of average user throughput among users in a cell. In addition, multi-user scheduling is related to the allocation of transmit power to scheduled users, because interference between users also affects the throughput of other users. Because the scheduler requires too high computational complexity to perform optimal power allocation, actual implementations may need to use a different power allocation.

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))에서 사용자 공정성, 쓰루풋 성능 및 ICI 완화를 보장하기 위해 예시적인 주파수 및 전력 할당 프로세스에서 다음과 같은 파라미터가 사용될 것이다.The following parameters will be used in the example frequency and power allocation process to ensure user fairness, throughput performance, and ICI mitigation in an example multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200).

- Rmin: CE 사용자의 최소 레이트 임계치R min : minimum rate threshold for CE users

- Rmax: CC 사용자의 최대 레이트 임계치R max : CC user's maximum rate threshold

- Pmax: 셀의 최대 전력 임계치P max : the cell's maximum power threshold

이들 파라미터는 NOMA CC 사용자 및 CE 사용자에게 전력 및 주파수 리소스를 효율적으로 할당하는 데에 일조한다. 예시적인 FFR 기반 주파수 및 전력 할당 방안은 ICI를 제거하면서도 특정한 채널 의존적인 데이터 레이트 한도를 CC 사용자와 CE 사용자 모두에게 부과함으로써 모든 NOMA 사용자를 위한 충분한 수준의 쓰루풋을 보장할 수 있다. 구체적으로, CE 사용자에 대한 할당은 채널 조건에 좌우될 Rmin을 고려하는바, CE 사용자가 충분한 데이터 레이트를 얻을 수 있도록 NOMA 네트워크가 설계될 수 있다. 유사하게, CC 사용자로의 할당은 CE 사용자와 더불어 있을 수 있는 NOMA 환경에서 CC 사용자의 데이터 레이트를 어느 정도로 제한하는 데에 Rmax를 이용한다. 또한, BS는 지정된 전력 레벨을 가지므로, NOMA 사용자(특히, CE 사용자)를 위한 전력 할당은 최대 송신 전력 Pmax라는 한계 하에서 수행된다.These parameters help to efficiently allocate power and frequency resources to NOMA CC users and CE users. Exemplary FFR based frequency and power allocation schemes can ensure sufficient levels of throughput for all NOMA users by eliminating ICI while imposing certain channel dependent data rate limits on both CC and CE users. Specifically, the allocation to the CE user takes into account R min, which will depend on channel conditions, so that the NOMA network can be designed so that the CE user can obtain a sufficient data rate. Similarly, allocation to CC user uses R max to limit to some extent the data rate of the CC user in a NOMA environment that may be with the CE user. In addition, since the BS has a specified power level, power allocation for NOMA users (especially CE users) is performed under the limit of maximum transmit power P max .

예시적인 실시예에서, 스케줄러(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)에 의해 수행되는 적응적인 FFR 기반의 주파수 및 전력 할당 프로세스는 CE 사용자 그룹을 위한 주파수 및 전력 할당과, 이어서 CC 사용자 그룹을 위한 전력 및 주파수 할당을 포함한다.In an exemplary embodiment, the adaptive FFR based frequency and power allocation process performed by the scheduler (eg, the scheduler associated with BS 211, 212) may be followed by the frequency and power allocation for the CE user group, followed by the CC user group. And power and frequency allocation for.

CE 사용자는 ICI에 의해 가장 영향을 받을 사용자이므로, NOMA가 제공하는 쓰루풋 및 용량 이득을 달성하기 위해서는 CE 사용자의 성능이 우선시된다. CE 사용자 그룹을 위한 주파수 및 전력 할당은 다음과 같이 수행될 수 있다.Since CE users are the ones most affected by ICI, the performance of CE users is prioritized to achieve the throughput and capacity gains that NOMA provides. Frequency and power allocation for the CE user group may be performed as follows.

- CE 사용자 그룹 UE 내의 각 사용자에게 주파수 대역 BE의 하나의 서브대역이 하나씩 할당되고, CE 사용자를 위해 요구되는 전력은 최소 레이트 임계치 Rmin 조건을 만족하도록 도출된다.Each user in the CE user group U E is allocated one subband of the frequency band B E , and the power required for the CE user is derived to satisfy the minimum rate threshold R min condition.

- 만일 n번째 셀에서 주파수 블록 b에 대해 모든 CE 사용자를 위한 할당된 전력의 총합 Pn,b가 Pmax 이하인지, 즉 다음 식을 만족하는지 여부가 판정된다.It is determined if the sum of the allocated powers P n, b for all CE users for the frequency block b in the nth cell is less than or equal to P max , i.e., the following equation is satisfied.

Figure 112018017972414-pat00013
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- Pn,b가 Pmax보다 큰 경우, CE 사용자 그룹을 위한 모든 서브대역이 할당되었는지 판정된다. 만일 CE 사용자 그룹을 위한 모든 서브대역이 할당된 경우, CE 사용자 그룹을 위한 주파수 대역 내의 모든 서브대역 상의 전력의 비율은 그대로 유지하면서 CE 사용자 그룹을 위한 할당된 전력의 총합 Pn,b가 그 셀의 BS의 최대 송신 전력 Pmax와 같도록 설정한다. 만일 CE 사용자 그룹을 위해 모든 서브대역이 할당되지 않은 경우, 요구되는 송신 전력을 줄이기 위해 추가적인 서브대역이 CE 사용자 그룹에 할당된다. 그 서브대역은 최소 레이트 임계치 Rmin 조건을 충족하면서 모든 CE 사용자를 위한 할당된 전력의 총합이 최소가 되게 하는 사용자에게 할당된다. 최소의 총 송신 전력으로써 최소 레이트 임계치를 만족시키기 위해 워터 필링(water-filling) 기반의 전력 할당이 활용될 수 있다.If P n, b is greater than P max , it is determined whether all subbands for the CE user group have been allocated. If all subbands for a CE user group have been allocated, the sum of the allocated powers for the CE user group, P n, b, is the cell while maintaining the ratio of power on all subbands within the frequency band for the CE user group. It is set to be equal to the maximum transmit power P max of the BS. If all subbands are not allocated for the CE user group, additional subbands are allocated to the CE user group to reduce the required transmit power. The subband is allocated to a user that meets the minimum rate threshold R min condition while minimizing the sum of the allocated power for all CE users. Water-filling based power allocation may be utilized to satisfy the minimum rate threshold with the minimum total transmit power.

CE 사용자로의 주파수 및 전력 할당 후에, CC 사용자 그룹을 위한 전력 및 주파수 할당은 다음과 같이 수행될 수 있다.After frequency and power allocation to the CE users, power and frequency allocation for the CC user group may be performed as follows.

- 소정의 CC 사용자가 CE 사용자와 동일한 서브대역 상으로 스케줄링된다. 예를 들어, 하나의 CE 사용자는 해당 서브대역에 대해 최대의 쓰루풋을 달성하도록 선택된 하나의 CC 사용자와 다중화된다. 이 사용자 그룹은 Sn(b)로 표기된다.A given CC user is scheduled on the same subband as the CE user. For example, one CE user is multiplexed with one CC user selected to achieve maximum throughput for that subband. This user group is denoted by S n (b).

- CE 사용자가 맵핑된 주파수 블록 b에서의 할당된 총 전력 Pn,b가 그들의 채널 조건에 따라 각 사용자에게 할당된다. 실시예에서, 사용자 간의 채널 조건의 변동을 보상하는 PF 기반 전력 할당 기법을 사용하여 각 사용자로의 전력 할당이 수행될 수 있다. 예를 들어, 변화하는 채널 이득에 따라, 사용자 그룹 Sn(b) 내의 사용자 k의 송신 전력은 다음 수학식과 같이 주어진다.The total power P n, b allocated in the frequency block b to which the CE users are mapped is assigned to each user according to their channel conditions. In an embodiment, power allocation to each user may be performed using a PF based power allocation technique that compensates for variations in channel conditions between users. For example, according to the changing channel gain, the transmit power of user k in user group S n (b) is given by the following equation.

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여기서 β는 0 이상이고 1 이하인 감쇠 인자(decay factor)이다. 감쇠 인자가 0인 경우, 균등한 전력 할당이 이루어진다. 감쇠 인자가 클수록, 양호하지 않은 채널 조건을 갖는 사용자에게 더 많은 전력이 할당된다. 각각의 사용자는 할당된 전력을 명시적인 제어 시그널링에 의해 인지할 필요가 있다.Where β is a decay factor greater than 0 and less than 1. If the attenuation factor is zero, even power allocation is achieved. The larger the attenuation factor, the more power is allocated to users with poor channel conditions. Each user needs to know the allocated power by explicit control signaling.

- 나머지 서브대역들에서의 주파수 할당이 수행된다. 예를 들어, 나머지 전력과 나머지 서브대역들이 계산될 수 있고, 나머지 CC 사용자들은 PF 메트릭에 의해 스케줄링될 수 있다.Frequency allocation in the remaining subbands is performed. For example, the remaining power and the remaining subbands can be calculated and the remaining CC users can be scheduled by the PF metric.

CC 사용자(CE 사용자와 동일한 주파수 블록에 맵핑된 CC 사용자든, 또는 나머지 서브대역에 맵핑된 CC 사용자든)로의 할당이 수행될 때마다 사용자 공정성을 위해 Rmax 조건이 충족될 필요가 있다는 점에 유의한다.Note that whenever an assignment is made to a CC user (either a CC user mapped to the same frequency block as the CE user or a CC user mapped to the remaining subbands), the R max condition needs to be met for user fairness. do.

전술된 바와 같이, 예시적인 주파수 및 전력 할당은 사용자의 채널 조건의 차이를 감안하여 주파수 및 전력을 사용자에게 적응적으로 할당할 수 있다. 이에 따라, CE 사용자에게는 ICI에 대한 더 나은 보호를 제공하고 CC 사용자에게는 더 넓은 대역폭 할당을 제공함으로써 셀 평균 사용자 쓰루풋과 셀 경계 사용자 쓰루풋 양자 모두를 개선할 수 있다.As described above, the exemplary frequency and power allocation may adaptively allocate frequency and power to the user in view of the difference in the channel condition of the user. As a result, both cell average user throughput and cell boundary user throughput can be improved by providing better protection for ICI for CE users and wider bandwidth allocation for CC users.

예시적인 다수 사용자 스케줄러의 동작Operation of the Example Multi-User Scheduler

이제, 도 5 및 도 6을 참조하여, 예시적인 다중 셀 NOMA 시스템(가령, 다중 셀 NOMA 시스템(200))의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 장치(가령, BS(211, 212)와 연관된 스케줄러)의 동작이 논의된다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 다중 셀 NOMA 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 장치를 개략적으로 나타낸다. 도 5에 도시된 예시적인 스케줄링 장치(500)는 다중 셀 NOMA 네트워크의 BS들 중 하나 내에 포함될 수 있거나, 다중 셀 NOMA 네트워크의 BS들과는 별개로 배치될 수 있다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다수 사용자 스케줄링 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 6에 도시된 스케줄링 프로세스(600)는 단지 예로서 제공될 뿐이며, 몇몇 다른 실시예에서는 도 6의 프로세스의 동작 중 일부가 생략되고/되거나 다른 동작이 추가될 수 있음에 유의하여야 한다.Referring now to FIGS. 5 and 6, an apparatus (eg, scheduler associated with BS 211, 212) that performs multi-user scheduling of an exemplary multi-cell NOMA system (eg, multi-cell NOMA system 200). The operation is discussed. 5 schematically illustrates an apparatus for performing multi-user scheduling of a multi-cell NOMA network according to an embodiment of the invention. The example scheduling apparatus 500 shown in FIG. 5 may be included within one of the BSs of a multi-cell NOMA network or may be disposed separately from the BSs of the multi-cell NOMA network. 6 is a view for explaining the operation of the multi-user scheduling apparatus according to an embodiment of the present invention. It should be noted that the scheduling process 600 shown in FIG. 6 is provided by way of example only, and in some other embodiments some of the operations of the process of FIG. 6 may be omitted and / or other operations may be added.

동작(610)에서, 예시적인 다수 사용자 스케줄링 장치(500)의 피드백 정보 수집부(510)는 특정 주파수 블록에 맵핑된 다수의 UE 각각에 관한 피드백 정보를 해당 UE로부터 수신한다. UE의 피드백 정보는 UE에 의해 수신된 신호의 전력을 나타내는 정보(가령, UE의 수신 신호 세기 표시(Received Signal Strength Indication: RSSI))를 포함할 수 있고, UE의 채널 정보(가령, CSI와 같이, UE와 서빙 BS 간의 채널 조건을 나타내는 정보)를 더 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, UE의 피드백 정보는 앞서 언급된 예시적인 간섭 관리 기법에 따라 여러 BS 사이에 공유될 수 있다.In operation 610, the feedback information collector 510 of the exemplary multi-user scheduling apparatus 500 receives feedback information about each of the plurality of UEs mapped to a specific frequency block from the corresponding UE. The feedback information of the UE may include information indicating the power of a signal received by the UE (eg, Received Signal Strength Indication (RSSI) of the UE), and the channel information of the UE (eg, CSI). , Information indicating a channel condition between the UE and the serving BS) may be further included. In some embodiments, the feedback information of the UE may be shared among the various BSs according to the example interference management scheme mentioned above.

동작(620)에서, 예시적인 다수 사용자 스케줄링 장치(500)의 사용자 분류부(520)는 각각의 UE에 대해, 해당 UE가 CC 사용자 그룹에 속하는지 또는 CE 사용자 그룹에 속하는지를 판정한다. 종래에 제안된 사용자 클러스터링은 통상적으로 UE를 그것의 채널 품질이나 서빙 BS로부터의 거리에 따라 정렬하나, 사용자 분류부(520)는 UE의 서빙 BS로부터의 거리 또는 채널 이득과 같은 정보를 대신하여, 또는 이에 더하여, UE의 SINR를 기반으로 및/또는 서빙 셀로부터 UE에 의해 수신된 신호의 전력과 인접 셀로부터 UE에 의해 수신된 신호의 전력 간의 차이를 기반으로, 사용자를 CC 사용자 또는 CE 사용자로 분류할 수 있다.In operation 620, the user classifier 520 of the example multi-user scheduling apparatus 500 determines for each UE whether the UE belongs to a CC user group or a CE user group. While conventionally proposed user clustering typically aligns the UE according to its channel quality or distance from the serving BS, the user classifier 520 substitutes information such as distance from the serving BS of the UE or channel gain, Or in addition, based on the SINR of the UE and / or based on the difference between the power of the signal received by the UE from the serving cell and the power of the signal received by the UE from the neighboring cell, the user as a CC user or CE user Can be classified.

몇몇 실시예에서, 사용자 분류부(520)는 피드백 정보 수집부(510)에 의해 수집된 피드백 정보에 기반하여 SINR 값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 사용자 클러스터링부(520)는 다음의 식에 따라 각각의 UE의 SINR 값을 획득할 수 있다.In some embodiments, the user classifier 520 may calculate an SINR value based on the feedback information collected by the feedback information collector 510. For example, the user clustering unit 520 may obtain the SINR value of each UE according to the following equation.

Figure 112018017972414-pat00015
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수학식 5를 다시 참조하면, 수학식 8은 사용자 ub(j)의 수신기의 SIC에서의 디코딩 순서가 채널 이득의 오름차순으로 주어지고, 사용자 ub(j)의 SIC 수신기가

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보다 작은 채널 이득
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를 갖는 다른 사용자 k의 신호에 의한 간섭을 순차적으로 완벽히 제거할 수 있는 경우에 있어서 사용자 ub(j)의 SINR을 나타낸다. 수학식 8의 서브대역 SINR을 계산하기 위해서는, 각각의 사용자에게 할당된 송신 전력에 대한 정보가 (가령, 여러 BS 간에 공유될 것이) 요구된다.Referring back to Equation 5, Equation 8 is given in decoding order in the SIC of the receiver of user u b (j) in ascending order of channel gain, and the SIC receiver of user u b (j)
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Smaller channel gain
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The SINR of the user u b (j) is shown in the case where the interference caused by the signal of the other user k having a can be completely and sequentially removed. In order to calculate the subband SINR of Equation 8, information about the transmit power allocated to each user is required (eg, to be shared among several BSs).

다른 예에서, 사용자 분류부(520)는 각각의 UE의 추정된 SINR 값을 SINR 값으로서 획득할 수 있다. 특히, 다음 식에서 주어진 바와 같이, 각각의 UE의 추정된 SINR 값은 전술된 특정 주파수 블록에 맵핑된 모든 UE의 수신된 신호의 전력의 평균 대 해당 UE가 겪는 간섭 및 잡음의 비일 수 있다.In another example, the user classifier 520 may obtain an estimated SINR value of each UE as an SINR value. In particular, as given in the following equation, the estimated SINR value of each UE may be the ratio of the average power of the received signals of all UEs mapped to the particular frequency block described above to the interference and noise experienced by that UE.

Figure 112018017972414-pat00018
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여기서

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는 주파수 블록 b에 스케줄링된 사용자 중에서, 자신의 수신된 신호가 사용자
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에 의해 잡음으로 취급되는 사용자의 세트이다. 수학식 9의 SINR 추정치를 계산하는 데에는 사용자에 의해 수신된 신호의 전력에 대한 정보가 사용될 수 있다.here
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Among the users scheduled in frequency block b, the received signal is a user
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It is a set of users who are treated as noise by. Information about the power of the signal received by the user may be used to calculate the SINR estimate of equation (9).

몇몇 실시예에서, 사용자 분류부(520)는 획득된 SINR 값을 임계 SINR 값과 비교하여, 획득된 SINR이 임계 SINR 값보다 큰 경우 UE가 CC 사용자 그룹에 속한다고 판정하고, 그렇지 않은 경우 UE가 CE 사용자 그룹에 속한다고 판정할 수 있다. 이를 위해, 사용자 분류부(520)는 해당 UE의 서빙 BS의 셀 내의 UE의 수 및 해당 UE의 채널 정보에 기반하여 임계 SINR 값을 판정할 수 있다. 나아가, 사용자 분류부(520)는 획득된 SINR 값을 임계 SINR 값과 비교한 결과 및 해당 UE를 서빙하는 서빙 BS로부터 해당 UE에 의해 수신된 신호의 전력과 서빙 BS에 인접한 다른 BS로부터 해당 UE에 의해 수신된 신호의 전력의 차이를 임계 전력 레벨과 비교한 결과에 기반하여, 해당 UE가 CC 사용자 그룹에 속하는지 또는 CE 사용자 그룹에 속하는지를 판정할 수 있다.In some embodiments, the user classifier 520 compares the acquired SINR value with a threshold SINR value to determine that the UE belongs to a CC user group if the acquired SINR is greater than the threshold SINR value, otherwise the UE It can be determined that it belongs to the CE user group. To this end, the user classifier 520 may determine the threshold SINR value based on the number of UEs in the cell of the serving BS of the UE and the channel information of the UE. Further, the user classifier 520 compares the acquired SINR value with the threshold SINR value and the power of the signal received by the UE from the serving BS serving the UE and from the other BS adjacent to the serving BS to the UE. Based on a result of comparing the difference in power of the signal received by the threshold power level, it may be determined whether the UE belongs to the CC user group or the CE user group.

동작(630) 내지 동작(650)에서, 예시적인 다수 사용자 스케줄링 장치(500)의 주파수 및 전력 할당부(530)는 UE의 분류를 위한 전술된 판정 후에, 적응적인 주파수 및 전력 할당을 수행한다. 예를 들어, 앞서 언급된 예시적인 적응적 FFR 기반의 주파수 및 전력 할당이 수행될 수 있다. 특히, 전력 할당에서, CE 사용자에 대해 CC 사용자보다 더 많은 전력이 할당될 수 있다.In operations 630 to 650, the frequency and power allocation unit 530 of the exemplary multi-user scheduling apparatus 500 performs adaptive frequency and power allocation after the foregoing determination for classification of the UE. For example, the example adaptive FFR based frequency and power allocation mentioned above may be performed. In particular, in power allocation, more power may be allocated for CE users than for CC users.

동작(630)에서, 주파수 및 전력 할당부(530)의 제1 주파수 및 전력 할당부(531)(이하에서 "제1 할당부"로 약칭될 수도 있음)는 CE 사용자 그룹 내의 각각의 UE에 대해 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 서브대역을 할당한다. 또한, 제1 할당부(531)는 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 그러한 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정한다.In operation 630, the first frequency and power allocator 531 (hereafter abbreviated as " first allocator ") of the frequency and power allocator 530 is for each UE in the CE user group. Assign different subbands within the first portion of the available frequency band. Further, the first allocating unit 531 is such that the allocated sub such that the data rate of each UE is above the minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group is below the maximum power threshold allowable by the cell. Determine the power for each of the bands.

이러한 전력 결정을 위해, 제1 할당부(531)는 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력을 최대 전력 임계치와 비교하고, 총 할당된 전력이 최대 전력 임계치보다 큰 경우, 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되었는지 판정할 수 있다. 만일 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당된 경우, 제1 할당부(531)는 이미 할당된 모든 서브대역에 대해 결정된 전력의 비율을 유지하면서 총 할당된 전력이 최대 전력 임계치 이하로 설정되도록 이미 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 다시 결정할 수 있다. 만일 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되지는 않은 경우, 제1 할당부(531)는 CE 사용자 그룹 내의 소정의 UE에 대해 제1 부분 내의 미할당된 서브대역을, 그 UE에 대해 이미 할당된 서브대역 외에 추가적으로 할당하고, 해당 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 총 할당된 전력이 감소되도록 이미 할당된 서브대역 및 추가적으로 할당된 서브대역에 대한 전력을 다시 결정할 수 있다.For this power determination, the first allocator 531 compares the total allocated power for all UEs in the CE user group with the maximum power threshold, and if the total allocated power is greater than the maximum power threshold, It may be determined whether all subbands have already been allocated. If all subbands in the first portion have already been allocated, the first allocating unit 531 is already configured such that the total allocated power is set below the maximum power threshold while maintaining the ratio of the determined power for all the already allocated subbands. The power for each of the allocated subbands can be determined again. If not all subbands in the first portion have already been allocated, the first allocation unit 531 may already allocate an unassigned subband in the first portion for a given UE in the CE user group for that UE. In addition to the allocated subbands, it is possible to re-determine the powers for the already allocated subbands and additionally allocated subbands such that the data rate of the UE is above the minimum rate threshold and the total allocated power is reduced.

동작(640)에서, 주파수 및 전력 할당부(530)의 제2 주파수 및 전력 할당부(532)(이하에서 "제2 할당부"로 약칭될 수도 있음)는 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE 및 CC 사용자 그룹 내의 선택된 UE를 다중화한다. 구체적으로, 제2 할당부(532)는 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 CC 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해 할당한다. CC 사용자 그룹 내의 그 UE는 서브대역 상에서의 쓰루풋을 최대화하도록 선택될 수 있다. 또한, 제2 할당부(532)는 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이도록 특정 UE 및 선택된 UE 간에 할당한다. 이러한 할당에서, 제2 할당부(532)는 선택된 UE보다 특정 UE에 대해 더 많은 전력을 할당할 수 있다. 또한, 제2 할당부(532)는 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 특정 UE 및 선택된 UE 각각의 채널 조건에 따라 특정 UE 및 선택된 UE 간에 할당할 수 있다. 예컨대, 특정 서브대역에 대해 함께 맵핑된 UE들 간의 전력 할당은 수학식 7에 따라 수행될 수 있다.In operation 640, the second frequency and power allocator 532 (hereafter abbreviated as " second allocator ") of the frequency and power allocator 530 is assigned to a particular UE and CC user in the CE user group. Multiplex the selected UEs in the group. In detail, the second allocator 532 allocates a specific subband allocated for a specific UE in the CE user group to the selected UE in the CC user group. The UE in the CC user group may be selected to maximize throughput on the subbands. In addition, the second allocator 532 allocates the power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE such that the data rate of the selected UE is below the maximum rate threshold. In this allocation, the second allocator 532 may allocate more power for a particular UE than for the selected UE. In addition, the second allocator 532 may allocate the power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE according to channel conditions of each of the specific UE and the selected UE. For example, power allocation between UEs mapped together for a particular subband may be performed according to equation (7).

동작(650)에서, 제2 할당부(532)는 CC 사용자 그룹 내의 다른 UE에 대해 가용 주파수 대역의 남은 제2 부분 내의 서브대역을 할당하고, 그러한 다른 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이도록 셀에 의해 아직 허용가능한 남은 전력의 적어도 일부를 해당 UE에 할당한다. 몇몇 실시예에서, 아직 서브대역을 할당 받지 않은 CC 사용자들의 스케줄링은 PF 메트릭을 사용하여 수행될 수 있다.In operation 650, the second allocator 532 allocates the subbands in the remaining second portion of the available frequency bands to other UEs in the CC user group, such that the data rate of such other UEs is below the maximum rate threshold. Allocate at least a portion of the remaining power still allowable by the UE. In some embodiments, scheduling of CC users not yet allocated subbands may be performed using the PF metric.

예시적인 실시예는 본 문서에 기술된 동작, 기법, 프로세스, 또는 이의 어떤 양상이나 부분이 체현된 컴퓨터 프로그램을 포함하는 비일시적(non-transitory) 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예컨대 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 그리고 ROM, RAM, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트(solid-state) 메모리와 같은 메모리 디바이스를 포함할 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에는 프로그램 명령어, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등등이 단독으로 또는 조합되어 포함될 수 있다. 개시된 동작, 기법, 프로세스, 또는 이의 어떤 양상이나 부분을 구현하거나 이용할 수 있는 프로그램은 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 어떤 유형의 (가령, 컴파일형(compiled) 또는 해석형(interpreted)) 프로그래밍 언어, 예컨대, 어셈블리(assembly), 기계어(machine language), 프로시저형(procedural) 언어, 객체지향(object-oriented) 언어 등등으로 구현될 수 있고, 하드웨어 구현과 조합될 수 있다. 용어 "컴퓨터 판독가능 저장 매체"는, 컴퓨팅 장치(예컨대, 다수 사용자 스케줄링 장치(500))에 의한 실행을 위한 명령어(실행 시에 컴퓨팅 장치로 하여금 개시된 기법을 수행하게 함)를 저장할 수 있고, 그러한 명령어에 의해 사용되거나 이와 연관된 데이터 구조를 저장할 수 있는 임의의 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광 기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 그리고 ROM, RAM, 플래시 메모리, 솔리드 스테이트(solid-state) 메모리와 같은 메모리 디바이스를 포함하되, 이에 한정되지 않는다.Exemplary embodiments include non-transitory computer readable storage media, such as hard disks, floppy disks, and the like, including computer programs embodying the operations, techniques, processes, or aspects or portions thereof described herein. Magnetic media such as magnetic tape, optical recording media such as CD-ROM, DVD, magnetic-optical media such as floppy disks, and memory devices such as ROM, RAM, flash memory, solid-state memory can do. Such computer-readable storage media may include, alone or in combination with program instructions, local data files, local data structures, and the like. Programs that may implement or utilize the disclosed acts, techniques, processes, or any aspect or part thereof may be of any type (eg, compiled or interpreted) programming language, such as, for example, executable by a computer. It may be implemented in assembly, machine language, procedural language, object-oriented language, or the like, and may be combined with a hardware implementation. The term “computer readable storage medium” can store instructions for execution by a computing device (eg, multi-user scheduling device 500, causing the computing device to perform the disclosed techniques when executed), and It may include any medium capable of storing a data structure used by or associated with an instruction. Examples of computer readable storage media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs, DVDs, magnetic-optical media such as floppy disks, and ROM, RAM, flash memory, Memory devices such as, but not limited to, solid-state memory.

예시적인 시스템의 성능Example System Performance

예시적인 다중 셀 NOMA 시스템이 동작하는 다중 셀 네트워크 환경은 다음 표에 제시된 파라미터로써 시뮬레이션된다.The multi-cell network environment in which the exemplary multi-cell NOMA system operates is simulated with the parameters shown in the following table.

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Figure 112018017972414-pat00021

도 7에 도시된 바와 같이, 시뮬레이션을 위한 네트워크 모델은 19개의 6각형 셀(반경 1km)이 랩어라운드(wrap-around) 방식으로 배치된다. 각 셀 내에서 사용자들은 셀 중심 구역에서든 셀 경계 구역에서든 무작위로 분포된다. 각 셀 내에 분포된 사용자의 수는 30이고 섹터당 사용자의 수는 10이다. 각 셀 내의 사용자는 무작위 순서로 생성된 셀간 잔여 전력을 겪는다. 레일리 페이딩 채널 모델이 사용되며, 간섭을 하는(interfering) BS로부터 셀 경계 사용자가 겪는 ICI는 가산성 백색 가우시안 잡음(Additive White Gaussian Noise: AWGN)으로 적용된다. 모든 사용자, 특히 경계 사용자가 거리 의존적인 경로 손실을 겪는다. 음영 인자(shadowing factor)는 표준 편차가 8dB이다.As shown in FIG. 7, in the network model for simulation, nineteen hexagonal cells (radius of 1 km) are arranged in a wrap-around manner. Within each cell, users are randomly distributed in the cell center zone or cell boundary zone. The number of users distributed in each cell is 30 and the number of users per sector is 10. The user in each cell experiences intercell residual power generated in a random order. The Rayleigh fading channel model is used, and the ICI experienced by the cell boundary user from the interfering BS is applied as Additive White Gaussian Noise (AWGN). All users, especially border users, suffer from distance-dependent path loss. The shadowing factor has a standard deviation of 8 dB.

네트워크 설정 단계에서, 각각의 사용자는 모든 통신하는 BS로부터의 최대 수신 SNR에 기반하여 그것의 서빙 BS를 선택한다. 초기에 각 셀의 반경의 절반의 거리로써 셀 중심 구역과 셀 경계 구역의 분할이 수행된다. 이후에 그러한 셀 구역 분할은 전술된 바와 같이 SINR에 기반하여 정제된다. 즉, 사용자들은 이러한 기준에 따라 각각 어떤 셀 구역의 사용자로 분류된다. 편의상 사용자들은 클러스터 크기 2로 마련된다. 이후에 각 셀에서 FFR이 구현된다. 셀 중심 구역의 사용자에 대해서는 1이라는 주파수 재사용 인자가 사용되고 셀 경계 구역의 사용자에 대해서는 1/3이라는 주파수 재사용 인자가 사용된다. 시뮬레이션에서, CE 사용자만 ICI에 의해 영향을 받는다고 가정된다. 이후에 앞서 언급된 공정성 기준에 따라 CE 사용자와 CC 사용자에게 적절한 주파수 및 전력이 할당된다. 클러스터 내의 두 사용자 모두는 NOMA를 사용하여 함께 다중화될 수 있도록 그 두 사용자의 CSI에 따라 적절한 전력이 할당된다. 각각의 UE는 수신된 중첩된 신호로부터 자신의 데이터를 추출하기 위해 SIC를 수행한다.In the network setup phase, each user selects its serving BS based on the maximum received SNR from all communicating BSs. Initially, the division of the cell center zone and the cell boundary zone is performed by the distance of half the radius of each cell. Such cell zone partitioning is then refined based on SINR as described above. That is, users are classified as users of a certain cell area according to these criteria. For convenience, users are provided with a cluster size of 2. FFR is then implemented in each cell. A frequency reuse factor of 1 is used for users in cell center zones and a frequency reuse factor of 1/3 is used for users in cell boundary zones. In the simulation, it is assumed that only CE users are affected by ICI. Subsequently, appropriate frequencies and powers are allocated to CE users and CC users according to the aforementioned fairness criteria. Appropriate power is allocated according to the CSI of both users so that both users in the cluster can be multiplexed together using NOMA. Each UE performs SIC to extract its data from the received overlapped signal.

도 8은 예시적인 NOMA 시스템의 성능을 설명하기 위한 도면이다. 앞서 언급된 바와 같이, 예시적인 FFR 기반 주파수 및 전력 할당 방안은 NOMA 시스템 설계에서 적절한 서비스 및 공정성을 보장하기 위해서 CE 사용자에 대한 최소 레이트 임계치(Rmin)와 CC 사용자에 대한 최대 레이트 임계치(Rmax)를 고려한다. 예시적인 방안에서, CC 사용자에 할당된 전력과 CE 사용자에 할당된 전력의 비율은 (가령, 수학식 7에서 볼 수 있듯이) 고정되지 않았다. 비교를 위해, OMA 시스템 외에, 고정된 (채널 독립적인) 전력 할당을 사용하는 NOMA 시스템(이하에서 "고정 NOMA 시스템"으로 약칭될 수도 있음)에 대한 시뮬레이션이 수행되었다. 예를 들어, 고정 NOMA 시스템에서, 주어진 사용자 세트 내의 사용자들이 그것들의 채널 조건의 양호성을 나타내는 정보(가령, 채널 이득 및/또는 SINR에 기반함)의 내림차순으로 정렬된다. 이 전력 할당 방안에 따르면, n번째 셀에서 주파수 블록 b에 새로 스케줄링된 사용자 세트 S 내의 k번째 정렬된 사용자를 위한 송신 전력은 (k+1)번째 정렬된 사용자를 위한 송신 전력 및 (0보다 크고 1 이하인) 고정된 파라미터의 곱이다. 아울러, 사용자 세트 S 내의 사용자를 위한 송신 전력의 총합 Pn,b는 제한된다. 고정된 파라미터가 클수록, 고정 NOMA 시스템은 좋은 채널 조건을 갖는 사용자에게 더 많은 전력을 할당한다. 그러한 파라미터는 고정된 값을 가지므로, 사용자는 자신에게 할당된 전력을 스케줄링된 사용자의 수 및 사용자 순서에 관한 정보로부터 알 수 있는데, 그러한 정보는 SIC 동작에 어차피 필요한 것이다. 이와 달리, 채널 조건의 변동에 따라 동적으로 전력으로 할당하는 예시적인 FFR 기반 할당 방안에서, 각각의 사용자는 할당된 전력을 명시적인 제어 시그널링에 의해 인지할 필요가 있다. 도 8에서 볼 수 있듯이, 예시적인 FFR 기반 할당을 수행하는 NOMA 시스템(도 8에서 "Fair NOMA"로 표기됨)이 고정 NOMA 시스템(도 8에서 "Fixed Power NOMA"로 표기됨)과 OMA 시스템(도 8에서 "OMA"로 표기됨)에 비해 더 높은 용량을 제공한다. 고정 NOMA 시스템의 용량 성능은 SNR이 상당히 큰 값에 도달할 때에 예시적인 NOMA 시스템의 용량 성능에 접근한다.8 is a diagram for describing the performance of an exemplary NOMA system. As mentioned above, the exemplary FFR based frequency and power allocation schemes provide a minimum rate threshold (R min ) for CE users and a maximum rate threshold (R max ) for CC users to ensure proper service and fairness in the NOMA system design. Consider. In an exemplary scheme, the ratio of power allocated to CC user and power allocated to CE user is not fixed (eg, as shown in Equation 7). For comparison, in addition to the OMA system, a simulation was performed on a NOMA system using fixed (channel independent) power allocation (hereinafter also abbreviated as "fixed NOMA system"). For example, in a fixed NOMA system, users in a given set of users are sorted in descending order of information (eg, based on channel gain and / or SINR) indicating the goodness of their channel conditions. According to this power allocation scheme, the transmit power for the k-th aligned user in user set S newly scheduled to frequency block b in the nth cell is greater than (0) and the transmit power for the (k + 1) th aligned user. Product of fixed parameters) In addition, the sum of the transmit powers P n, b for the users in user set S is limited. The larger the fixed parameter, the more power the fixed NOMA system allocates to users with good channel conditions. Since such a parameter has a fixed value, the user can know the power allocated to him from information about the number of users scheduled and the order of users, which information is necessary for SIC operation anyway. In contrast, in the exemplary FFR-based allocation scheme, which dynamically allocates power to changes in channel conditions, each user needs to be aware of the allocated power by explicit control signaling. As can be seen in FIG. 8, a NOMA system (denoted "Fair NOMA" in FIG. 8) that performs an exemplary FFR based allocation is a fixed NOMA system (denoted "Fixed Power NOMA" in FIG. 8) and an OMA system ( Higher capacity compared to “OMA” in FIG. 8. The capacity performance of a fixed NOMA system approaches the capacity performance of an exemplary NOMA system when the SNR reaches a fairly large value.

이상에서 본 발명의 몇몇 실시예가 상세하게 기술되었으나, 이는 제한적이 아니고 예시적인 것으로 간주되어야 한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 개시된 실시예의 세부사항에 대해 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않고서 다양한 변경이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범주는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.While some embodiments of the invention have been described in detail above, it should be considered as illustrative and not restrictive. Those skilled in the art will appreciate that various changes may be made in the details of the disclosed embodiments without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the following claims and their equivalents.

100: 단일 셀 NOMA 시스템
200: 다중 셀 NOMA 시스템
500: 다수 사용자 스케줄링 장치
510: 피드백 정보 수집부
520: 사용자 분류부
530: 주파수 및 전력 할당부100: single cell NOMA system
200: multi-cell NOMA system
500: multiple user scheduling device
510: feedback information collection unit
520: user classification unit
530: frequency and power allocation unit

Claims (12)

다중 셀 비직교 다중 액세스(Non-Orthogonal Multiple Access: NOMA) 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 방법에 있어서,
상기 다중 셀 NOMA 네트워크의 셀 내의 다수의 사용자 장비(User Equipment: UE)를 각각 셀 중심(Cell Center: CC) 사용자 또는 셀 경계(Cell Edge: CE) 사용자로 분류하는 단계와,
상기 분류된 CE 사용자의 그룹인 CE 사용자 그룹 내의 각각의 UE에 대해 상기 셀을 위한 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 각자의 서브대역을 할당하고, 상기 각자의 서브대역을 할당 받은 상기 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 상기 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 단계 - 상기 할당된 서브대역 각각은 상기 다중 셀 NOMA 네트워크의 인접 셀의 CE 사용자에 할당된 서브대역과 직교이고, 상기 인접 셀의 CC 사용자에게는 할당되지 않음 - 와,
상기 분류된 CC 사용자의 그룹인 CC 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해서는 상기 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 할당하고, 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을, 상기 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이고, 상기 특정 UE에 대해 상기 선택된 UE보다 더 많은 전력이 할당되도록 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계와,
상기 CC 사용자 그룹 내의 다른 UE에 대해서는 상기 가용 주파수 대역의 남은 제2 부분 내의 서브대역을 할당하고, 상기 다른 UE의 데이터 레이트가 상기 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 셀에 의해 아직 허용가능한 남은 전력의 적어도 일부를 상기 다른 UE에 할당하는 단계 - 상기 제2 부분은 상기 인접 셀의 CC 사용자를 위한 주파수 할당에도 가용한 주파수 대역 부분임 - 를 포함하는
다수 사용자 스케줄링 방법.A method for performing multi-user scheduling of a multi-cell non-orthogonal multiple access (NOMA) network, the method comprising:
Classifying a plurality of user equipments (UEs) in a cell of the multi-cell NOMA network as cell center (CC) users or cell edge (CE) users, respectively;
For each UE in a group of CE users that is a group of classified CE users, assign a different respective subband in the first portion of the available frequency band for the cell, and each of the UEs assigned the respective subband Determining power for each of the allocated subbands such that the data rate of is greater than or equal to a minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group is below the maximum power threshold allowable by the cell-the allocation Each subband is orthogonal to the subband assigned to a CE user of a neighboring cell of the multi-cell NOMA network and not assigned to a CC user of the neighboring cell;
For a selected UE in the CC user group, which is the group of the classified CC users, allocate a specific subband allocated for a specific UE in the CE user group, and determine the power determined for the specific subband, and the data rate of the selected UE. Allocating between the particular UE and the selected UE such that is equal to or less than a maximum rate threshold and that allocates more power than the selected UE for the particular UE;
Assign another subband in the remaining second portion of the available frequency band to another UE in the CC user group, and at least a portion of the remaining power still acceptable by the cell such that the data rate of the other UE is below the maximum rate threshold Is assigned to the other UE, the second portion being a frequency band portion that is also available for frequency allocation for CC users of the neighbor cell.
Multiple user scheduling method. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 총 할당된 전력을 상기 최대 전력 임계치와 비교하는 단계와,
상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치보다 큰 경우, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되었는지 판정하는 단계와,
상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당된 경우, 상기 이미 할당된 모든 서브대역에 대해 결정된 전력의 비율을 유지하면서 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치 이하로 설정되도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 다시 결정하는 단계를 포함하는,
다수 사용자 스케줄링 방법.The method of claim 1,
The determining step
Comparing the total allocated power with the maximum power threshold;
If the total allocated power is greater than the maximum power threshold, determining whether all subbands in the first portion are already allocated;
If all subbands in the first portion have already been allocated, each of the allocated subbands such that the total allocated power is set below the maximum power threshold while maintaining the ratio of power determined for all already allocated subbands. Re-determining power for;
Multiple user scheduling method. 제3항에 있어서,
상기 결정하는 단계는
상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되지는 않은 경우, 상기 CE 사용자 그룹 내의 제1 UE에 대해 상기 제1 부분 내의 미할당된 서브대역을, 상기 제1 UE에 대해 이미 할당된 서브대역 외에 추가적으로 할당하고, 상기 제1 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 총 할당된 전력이 감소되도록 상기 이미 할당된 서브대역 및 상기 추가적으로 할당된 서브대역에 대한 전력을 다시 결정하는 단계를 더 포함하는,
다수 사용자 스케줄링 방법.The method of claim 3,
The determining step
If not all subbands in the first portion have already been allocated, the unallocated subbands in the first portion for the first UE in the CE user group, in addition to the subbands already allocated for the first UE. Further allocating and re-determining power for the already allocated subband and the additionally allocated subband such that the data rate of the first UE is above a minimum rate threshold and the total allocated power is reduced. ,
Multiple user scheduling method. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계는 상기 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 각각의 채널 조건에 따라 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는 단계를 포함하는,
다수 사용자 스케줄링 방법.The method of claim 1,
Allocating power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE may include allocating the determined power between the specific UE and the selected UE according to channel conditions of the specific UE and the selected UE, respectively. Included,
Multiple user scheduling method. 다중 셀 비직교 다중 액세스(Non-Orthogonal Multiple Access: NOMA) 네트워크의 다수 사용자 스케줄링을 수행하는 장치에 있어서,
상기 다중 셀 NOMA 네트워크의 셀 내의 다수의 사용자 장비(User Equipment: UE)를 각각 셀 중심(Cell Center: CC) 사용자 또는 셀 경계(Cell Edge: CE) 사용자로 분류하는 사용자 분류부와,
상기 분류된 CE 사용자의 그룹인 CE 사용자 그룹 내의 각각의 UE에 대해 상기 셀을 위한 가용 주파수 대역의 제1 부분 내의 상이한 각자의 서브대역을 할당하고, 상기 각자의 서브대역을 할당 받은 상기 각각의 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 CE 사용자 그룹 내의 모든 UE를 위한 총 할당된 전력이 상기 셀에 의해 허용가능한 최대 전력 임계치 이하이도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 제1 주파수 및 전력 할당부 - 상기 할당된 서브대역 각각은 상기 다중 셀 NOMA 네트워크의 인접 셀 내의 CE 사용자에 할당된 서브대역과 직교이고, 상기 인접 셀 내의 CC 사용자에게는 할당되지 않음 - 와,
상기 분류된 CC 사용자의 그룹인 CC 사용자 그룹 내의 선택된 UE에 대해서는 상기 CE 사용자 그룹 내의 특정 UE에 대해 할당된 특정 서브대역을 할당하고, 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을, 상기 선택된 UE의 데이터 레이트가 최대 레이트 임계치 이하이고, 상기 특정 UE에 대해 상기 선택된 UE보다 더 많은 전력이 할당되도록 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하며, 상기 CC 사용자 그룹 내의 다른 UE에 대해서는 상기 가용 주파수 대역의 남은 제2 부분 내의 서브대역을 할당하고, 상기 다른 UE의 데이터 레이트가 상기 최대 레이트 임계치 이하이도록 상기 셀에 의해 아직 허용가능한 남은 전력의 적어도 일부를 상기 다른 UE에 할당하는 제2 주파수 및 전력 할당부 - 상기 제2 부분은 상기 인접 셀 내의 CC 사용자를 위한 주파수 할당에도 가용한 주파수 대역 부분임 - 를 포함하는
다수 사용자 스케줄링 장치.An apparatus for performing multi-user scheduling of a multi-cell non-orthogonal multiple access (NOMA) network, the apparatus comprising:
A user classification unit for classifying a plurality of user equipments (UEs) in a cell of the multi-cell NOMA network as cell center (CC) users or cell edge (CE) users, respectively;
For each UE in a group of CE users that is a group of classified CE users, assign a different respective subband in the first portion of the available frequency band for the cell, and each of the UEs assigned the respective subband A first frequency for determining power for each of the allocated subbands such that the data rate of is above a minimum rate threshold and the total allocated power for all UEs in the CE user group is below the maximum power threshold allowable by the cell; and A power allocator, each of the assigned subbands being orthogonal to a subband assigned to a CE user in a neighbor cell of the multi-cell NOMA network, and not assigned to a CC user in the neighbor cell;
For a selected UE in the CC user group, which is the group of the classified CC users, allocate a specific subband allocated for a specific UE in the CE user group, and determine the power determined for the specific subband, and the data rate of the selected UE. Is equal to or less than the maximum rate threshold, and is allocated between the specific UE and the selected UE so that more power is allocated to the specific UE than the selected UE, and remaining second of the available frequency band for another UE in the CC user group. A second frequency and power allocator for allocating subbands within the portion and allocating at least some of the remaining power still acceptable by the cell to the other UE such that the data rate of the other UE is below the maximum rate threshold-the first Part 2 is also available for frequency allocation for CC users in the adjacent cell. Being part of the band - including the
Multi-user scheduling device. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 것은
상기 총 할당된 전력을 상기 최대 전력 임계치와 비교하는 것과,
상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치보다 큰 경우, 상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되었는지 판정하는 것과,
상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당된 경우, 상기 이미 할당된 모든 서브대역에 대해 결정된 전력의 비율을 유지하면서 상기 총 할당된 전력이 상기 최대 전력 임계치 이하로 설정되도록 상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 다시 결정하는 것을 포함하는,
다수 사용자 스케줄링 장치.The method of claim 7, wherein
Determining power for each of the allocated subbands
Comparing the total allocated power with the maximum power threshold;
If the total allocated power is greater than the maximum power threshold, determining if all subbands in the first portion are already allocated;
If all subbands in the first portion have already been allocated, each of the allocated subbands such that the total allocated power is set below the maximum power threshold while maintaining the ratio of power determined for all already allocated subbands. Re-determining power for
Multi-user scheduling device. 제9항에 있어서,
상기 할당된 서브대역 각각에 대한 전력을 결정하는 것은
상기 제1 부분 내의 모든 서브대역이 이미 할당되지는 않은 경우, 상기 CE 사용자 그룹 내의 제1 UE에 대해 상기 제1 부분 내의 미할당된 서브대역을, 상기 제1 UE에 대해 이미 할당된 서브대역 외에 추가적으로 할당하고, 상기 제1 UE의 데이터 레이트가 최소 레이트 임계치 이상이고 상기 총 할당된 전력이 감소되도록 상기 이미 할당된 서브대역 및 상기 추가적으로 할당된 서브대역에 대한 전력을 다시 결정하는 것을 더 포함하는,
다수 사용자 스케줄링 장치.The method of claim 9,
Determining power for each of the allocated subbands
If not all subbands in the first portion have already been allocated, the unallocated subbands in the first portion for the first UE in the CE user group, in addition to the subbands already allocated for the first UE. Further allocating and re-determining power for the already allocated subband and the additionally allocated subband such that the data rate of the first UE is above a minimum rate threshold and the total allocated power is reduced;
Multi-user scheduling device. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 제2 주파수 및 전력 할당부는 상기 특정 서브대역에 대해 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하되, 상기 결정된 전력을 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 각각의 채널 조건에 따라 상기 특정 UE 및 상기 선택된 UE 간에 할당하는,
다수 사용자 스케줄링 장치.
The method of claim 7, wherein
The second frequency and power allocator allocates power determined for the specific subband between the specific UE and the selected UE, and assigns the determined power according to channel conditions of the specific UE and the selected UE, respectively. Assigned between selected UEs,
Multi-user scheduling device.
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KR102391724B1 (en) * 2015-12-18 2022-04-28 삼성전자주식회사 Apparatus and method for non orthogonal multiple access in a wireless communication system
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