비직교 다중접속 (Non-Orthogonal Multiple Access)

한 줄 정의: 여러 사용자를 시간, 주파수 등으로 완전히 분리하지 않고, 전력 차등 배분이나 코드 중첩 등을 통해 같은 자원을 동시에 공유하도록 하는 다중접속 방식입니다.

쉽게 풀면

기존의 다중접속 방식은 여러 사용자에게 시간이나 주파수를 서로 겹치지 않게(직교하게) 나눠주어 신호가 섞이지 않도록 했습니다. 비직교 다중접속은 반대로 여러 사용자의 신호를 일부러 같은 시간·주파수 자원에 겹쳐서 동시에 보냅니다. 대신 사용자마다 서로 다른 전력 크기로 신호를 실어 보내고, 수신측은 신호세기 차이를 이용해 겹쳐진 신호들을 순서대로 분리해 냅니다. 자원을 나눠 쓰는 대신 겹쳐 쓰면서도 신호세기 차이를 단서로 다시 풀어내는 방식이라 할 수 있습니다.

왜 중요한가

비직교 다중접속은 제한된 주파수 자원 안에서 더 많은 사용자를 동시에 수용할 수 있어, 스펙트럼 효율과 사용자 수용력을 높여야 하는 차세대 이동통신 시스템에서 중요한 다중접속 후보 기술로 다뤄집니다.

논문에서는 이렇게 쓰입니다

"In power-domain non-orthogonal multiple access, the base station allocates higher power to the user with weaker channel conditions."

전력 영역 비직교 다중접속에서 기지국이 채널 상태가 더 나쁜 사용자에게 더 높은 전력을 할당한다는 내용입니다.

"The superimposed signals in non-orthogonal multiple access are separated at the receiver using successive interference cancellation."

비직교 다중접속에서 중첩된 신호들이 수신단에서 연속간섭제거를 통해 분리된다는 예문입니다.

조금 더 깊게 보면

비직교 다중접속의 대표적인 형태인 전력 영역 방식에서는, 채널 상태가 좋지 않은 사용자에게 더 큰 전력을 배분하고 채널 상태가 좋은 사용자에게는 작은 전력을 배분합니다. 채널 상태가 좋은 수신측은 자신보다 전력이 큰 다른 사용자의 신호를 먼저 복호해 제거한 뒤 자신의 신호를 검출하는 방식으로, 앞서 다룬 연속간섭제거와 밀접하게 결합되어 동작합니다.

주의할 점

비직교 다중접속은 겹쳐진 신호를 분리하는 수신단의 복잡도가 직교 방식보다 높으며, 전력 배분과 수신 복호 순서를 어떻게 설계하느냐에 따라 실제 성능이 크게 달라질 수 있습니다.