전송률 분할 다중접속기술 기반 다중사용자 전송률 매칭 기법 (Rate-Matching Precoder Design Based on Rate-Splitting Multiple Access for Heterogeneous Traffic Demands)

최근 무선 네트워크의 주요 트래픽이 모바일 음성에서 멀티미디어 모바일 데이터로 변화함에 따라, 네트워크내 사용자 간에 요구되는 전송률은 서로 상이한 특징을 보인다. 또한, 기지국이 사용할 수 있는 송신전력 및 시간/ 주파수 자원은 한정되어 있기 때문에, 안정적인 무선 셀룰러 네트워크의 구축을 위해서는 사용할 수 있는 자원을효율적으로 사용하여 네트워크 내 모든 사용자의 요구 전송률을 충당하여야만 한다. 하지만, 이러한 사용자 간 요구되는 전송량의 상이성은 네트워크 자체의 성능을 증가시키기 위한 합-전송률 최대화 및 최소-전송률 최대화왿�같은 기존의 문제로는 해결하기 어렵다. 본 논��에서는 이를 극복하기 위해 사용자들의 요구 전송률과 각 사용자에게 제공되는 전송률의 차이를 최소화 할 수 있는 전송률 분할 다중접속 기반의 전송률 매칭 기법을 제안한다.
뿐만 아니라, 이를 위한 non-convex 최적화 문제를 successive convex approximation을 통해 convex 최적화 문제로 재구성한 뒤 최적값에 근사한 해를 효율적으로 구한다. 이를 기반으로, 시뮬레이션 결과를 통해 제안하는 기법인 전송률 분할 다중접속 기반 전송률 매칭 기법이 사용자들의 요구 전송량 충족 측면에서 기존의 다른 기법들에비해 우수한 성능을 보임을 확인한다.

With the changes in main traffic of wireless communications from mobile voice to mobile multimedia data by the evolution of high data rate wireless applications, the traffic demands of users have become different from each other. Therefore, it is indispensable to satisfy such traffic demands with limited resources such as transmit power and time/frequency. However, existing technologies, namely sum-rate maximization and max-min fairness which only consider the improvement of the quality of the networks, cannot solve the individual requirements of users. To tackle this, in this paper, we propose a novel rate-matching framework using rate-splitting multiple access (RSMA) that minimizes the difference between the traffic demands and offered rate. Moreover, to handle the non-convexity of the problem, we employ a successive convex approximation to convert the problem to convex and derive the suboptimal solution efficiently. Numerical results show the superiority of the proposed scheme over the conventional schemes in terms of fulfillment of traffic demands.