JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

Massive machine-type communications (mMTC) is one of the main focus areas in the fifth generation of wireless communications. It is also the fastest-growing field in terms of the number of devices. The massive increase in devices connected to the internet and global data traffic creates unprecedented requirements for future generations of wireless communications. One of the key technologies for the performance of the system is the utilized multiple access (MA) scheme. The conventional orthogonal MA (OMA) schemes from the earlier generations fail to satisfy the increasing demands for connectivity and spectral efficiency. On the contrary, non-orthogonal MA (NOMA) schemes offer the connectivity and spectral efficiency needed to enable mMTC. NOMA does this by allowing multiple users to transmit their data through the same resource blocks (RBs) simultaneously. NOMA is generally divided into two categories, namely power domain (PD-) NOMA and code domain (CD-) NOMA. PD-NOMA utilizes the power domain for the multiplexing, whereas CD-NOMA uses the code domain. This thesis focuses on the fundamentals of NOMA, MTC, and what NOMA can offer to MTC. We will also discuss the challenges and open problems that need to be solved. Finally, the thesis includes some simulations that demonstrate NOMA in practice.

Ei-ortogonaalinen monikäyttö kone-tyyppisessä kommunikaatiossa kohti 6G:tä

Tiivistelmä

Massiivinen kone-tyyppinen kommunikaatio (mMTC) on yksi viidennen sukupolven langattoman viestinnän pääpainopisteistä. Se on myös nopeimmin kasvava osa-alue, kun katsotaan laitteiden lukumäärää. Internetiin yhdistettyjen laitteiden ja globaalin tietoliikenteen valtava kasvu luo ennennäkemättömiä vaatimuksia tuleville langattoman viestinnän sukupolville. Yksi avainteknologioista järjestelmän suorituskyvyn kannalta on käytetty monikäyttömenetelmä (MA). Tavanomaiset ortogonaaliset MA (OMA) -järjestelmät eivät saavuta yhdistettävyyden ja spektritehokkuuden kasvavia vaatimuksia. Sitä vastoin ei-ortogonaaliset MA (NOMA) -järjestelmät tarjoavat mMTC:n mahdollistamiseen tarvitun yhdistettävyyden ja spektritehokkuuden. NOMA saavuttaa tämän sallimalla usean käyttäjän lähettää dataa saman resurssilohkon kautta samanaikaisesti. NOMA voidaan yleisesti jakaa kahteen kategoriaan, tehoalueen NOMA:an ja koodialueen NOMA:an. Tämä työ keskittyy NOMA:n ja MTC:n perusteisiin ja siihen, mitä NOMA voi tarjota MTC-käyttökohteille. Työssä käydään myös läpi ratkaisuja vaativat haasteet ja avoimet ongelmat. Lopuksi työ sisältää simulaatioita, jotka mallintavat NOMA:n toimintaa käytännössä.