1. 문제
NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access)에 대해 설명하시오.
2. 기술사 모범 답안
1. NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access)의 정의
NOMA(Non-Orthogonal Multiple Access, 비직교 다중 접속)는 다중 사용자가 동일한 주파수와 시간 자원을 공유하면서 서로 다른 전력 또는 코드 레벨을 활용하여 데이터를 동시에 전송하는 무선 접속 기술이다. 기존의 직교(Orthogonal) 방식인 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 달리 비직교(Non-Orthogonal) 자원 할당을 통해 스펙트럼 효율을 극대화하는 것이 특징이다.
특징
- 주파수 및 시간 자원을 공유하여 다중 사용자 지원
- 비직교(Non-Orthogonal) 신호 전송
- SIC(Successive Interference Cancellation, 연속 간섭 제거) 기술을 사용하여 신호 복원
- 스펙트럼 효율 증가 및 초고속 통신 지원
2. 기존 다중 접속 방식과의 비교
| 다중 접속 방식 | 원리 | 특징 |
|---|---|---|
| TDMA (Time Division Multiple Access) | 사용자를 시간 슬롯으로 구분 | 시간 낭비 발생 가능 |
| FDMA (Frequency Division Multiple Access) | 사용자를 주파수 대역으로 구분 | 주파수 자원 낭비 가능 |
| OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) | 직교한 서브캐리어를 사용 | 주파수 효율적 사용 가능 |
| NOMA (Non-Orthogonal Multiple Access) | 같은 주파수와 시간 자원을 공유하고 전력 또는 코드 차이로 구분 | 스펙트럼 효율 증가, 더 많은 사용자 수용 가능 |
3. NOMA의 주요 기술
(1) 전력 도메인 NOMA (Power Domain NOMA)
- 송신 측에서 사용자의 채널 상태(Channel Condition)를 기반으로 전력 할당 차이를 부여
- 신호가 강한 사용자(Low Power User)와 신호가 약한 사용자(High Power User)를 구분하여 약한 사용자에게 더 높은 전력 할당
- 수신 측에서는 SIC(Successive Interference Cancellation, 연속 간섭 제거)를 이용하여 강한 신호를 제거하고 약한 신호를 복원
(2) 코드 도메인 NOMA (Code Domain NOMA)
- 서로 다른 코드를 사용하여 다중 사용자를 구분
- 대표적인 방식: SCMA(Sparse Code Multiple Access), PDMA(Pattern Division Multiple Access)
4. NOMA의 장점과 단점
(1) 장점
- 스펙트럼 효율 증가: 동일한 주파수에서 다중 사용자 지원 가능
- 더 많은 사용자 지원: 직교 방식보다 많은 사용자 수용 가능
- 5G 및 6G에서 필수적인 기술
(2) 단점
- SIC 복잡도 증가: 연속 간섭 제거 과정이 복잡하여 연산 부담이 큼
- 고출력 신호 간섭 문제: 전력 차이 설정이 어려울 경우 성능 저하 발생 가능
5. NOMA의 주요 응용 분야
(1) 5G 및 6G 이동통신
- 5G에서 Massive MIMO와 함께 사용되어 고밀도 네트워크 환경을 지원
- 6G에서는 초대규모 연결을 위한 핵심 기술로 활용
(2) IoT (Internet of Things)
- 많은 IoT 기기가 동일한 주파수 대역을 공유할 수 있도록 지원
- 스마트 시티, 스마트 팩토리 등에서 활용
(3) V2X (Vehicle-to-Everything)
- 차량 간 통신(V2V), 차량과 인프라 간 통신(V2I)에서 실시간 데이터를 공유
3. 어린이 버전 요약 정리
-
NOMA가 뭐야?
- 여러 명이 같은 주파수를 동시에 사용하면서도 특별한 방법으로 신호를 구분하는 기술이야!
- 예를 들면, 두 사람이 같은 라디오 주파수를 사용하지만, 한 사람은 큰 소리로 말하고, 다른 사람은 작은 소리로 말하는 것과 같아.
-
어떤 점이 좋아?
- 더 많은 사람들이 동시에 통신할 수 있어!
- 5G, 6G 같은 최신 기술에서 아주 중요해!
-
어디에 쓰여?
- 5G 휴대폰, 자율주행 자동차, 사물인터넷(IoT) 기기 등
NOMA 덕분에 더 많은 기기가 빠르고 효율적으로 통신할 수 있어!
