In B5G/6G communication, non-terrestrial network (NTN) is evaluated as an up-and-coming solution to overcome the coverage limitations of ground networks by providing global connectivity over high-capacity wireless backhaul links. In addition, non-orthogonal multiple access (NOMA) is receiving great attention as a next-generation communication technology that can efficiently use limited frequency resources. Motivated by this trend, we study the NTN with NOMA in this paper. Specifically, two NTN scenarios are considered. In the first scenario, we address the UAV-aided data relaying system utilizing millimeter wave (mmWave) backhaul with NOMA, and the optimization problem of maximizing end to end data throughput is investigated. In the second scenario, an optimization problem minimizing uplink delay is studied in space-air-ground integrated network (SAGIN) with NOMA. Based on the convex optimization theory, matching theory, and heuristic method, we propose algorithms that can efficiently obtain solutions for each problem. Finally, the superiority of the proposed algorithm is demonstrated compared to benchmark schemes.
비지상 네트워크는 B5G/6G 통신에서 높은 데이터 전송량의 무선 백홀 링크를 통해 범 지구적인 연결성을 제공함으로써 기존 지상망이 가지고 있던 통신 범위의 한계를 극복할 수 있는 유망한 해결책으로 평가받는다. 또한 비-직교 다중접속 역시 한정된 주파수 자원을 효율적으로 사용할 수 있는 차세대 통신기술로써 많은 관심을 받고 있다. 이에 주목하여 본 논문에서는 비지상 네트워크에 비-직교 다중접속 기술을 적용하는 연구를 진행하였다. 구체적으로, 본 논문에서는 두 개의 비지상 네트워크 시나리오를 고려하였다. 첫 번째 시나리오에서는 밀리미터파 백홀 통신과 비-직교 다중 접속을 활용한 무인항공기의 데이터 중개 시스템을 다루었으며, 종단간 데이터 산출량을 최대화하는 최적화 문제가 연구되었다. 두 번째 시나리오에서는 비-직교 다중접속을 활용한 지상 – 항공 – 위성 통합망에서 상향링크 딜레이를 최소화하는 최적화 문제가 연구되었다. 볼록 최적화 이론과 매칭 이론 그리고 휴리스틱 기법을 활용해 각 문제에 대한 해를 효율적으로 도출할 수 있는 알고리즘을 제안하였으며, 벤치마크와 비교해 우수한 통신 성능을 달성함을 확인하였다.
