OFDM, NOMA, MIMO, SDR

주파수는 늘지 않는데 실어야 할 비트는 늘었습니다. OFDMⓘ은 넓은 채널을 서로 직교하는 얇은 부반송파로 쪼개 병렬로 보냅니다. NOMAⓘ는 같은 시간과 주파수에 전력을 겹칩니다. MIMOⓘ는 안테나 개수로 공간을 더하고, SDRⓘ은 그 변조를 하드웨어가 아니라 코드로 바꿉니다.

직교로 겹치고, 전력으로 겹친다

일반 FDM은 부반송파 사이에 보호 대역을 둡니다. OFDM은 수학적 직교 때문에 스펙트럼이 맞닿아도 간섭이 이론상 0입니다. IFFT·FFT로 구현이 싸고, 순환 전치(CP)가 심볼 사이 간섭을 자릅니다. 다중경로 페이딩은 일부 부반송파만 찌그러뜨려, 전체 심볼이 한 번에 죽지 않습니다. 4G·5G·Wi-Fi가 여기를 씁니다.

OFDMAⓘ는 그 부반송파를 사용자에게 나눠 줍니다. 한 사람은 110번, 다른 사람은 1120번입니다. NOMA는 같은 번호를 두 사람에게 주고 전력만 다르게 합니다. 가까운 단말은 세게, 먼 단말은 약하게 실립니다.

수신은 SICⓘ입니다. 센 신호를 먼저 복조해 빼고, 남은 약한 신호를 읽습니다. 먼 단말은 센 간섭을 잡음처럼 두고 자기 약신호를 꺼냅니다. 주파수 효율은 오르고, 수신 복잡도는 오릅니다. 대규모 센서(mMTC)와 6G 후보 접속이 이 타협을 봅니다.

안테나가 공간을 연다

MIMO는 보내는 쪽과 받는 쪽에 안테나를 여럿 둡니다. 공간 다중화는 안테나마다 다른 스트림을 태워 처리량을 올립니다. 빔포밍은 위상을 맞춰 한 방향으로 에너지를 모읍니다. 공간 다이버시티는 같은 비트를 여러 길로 보내 신뢰만 올립니다.

2×2는 이론상 두 줄기, 4×4는 네 줄기입니다. Massive MIMOⓘ는 기지국에 수십~수백 소자를 붙여 수직·수평 빔을 만들고, 여러 사용자를 동시에 봅니다(MU-MIMO). 밀리미터파는 손실이 커서 이 빔이 없으면 칸이 줄어듭니다. 5G eMBBⓘ 슬라이스가 그 용량을 빌립니다.

SU-MIMO는 한 단말에 스트림을 몰아 줍니다. MU-MIMO는 같은 자원을 여러 단말에 나눠, 셀 합 처리량을 올립니다. Wi-Fi 6 이후와 5G가 후자를 기본값에 가깝게 둡니다.

라디오를 코드로 바꾸다

예전 무전기는 주파수마다 상자가 달랐습니다. SDR은 안테나·RF 프론트엔드·ADC/DAC 뒤에 DSP·FPGA·CPU를 두고, 변복조와 부호를 소프트웨어로 돌립니다. 코드를 바꾸면 Wi-Fi에서 이동망으로, 다시 공공 무전으로 옮길 수 있습니다.

전장은 프로토콜을 즉시 바꾸고, 인지 무선은 빈 대역을 스캔해 올라탑니다. O-RANⓘ의 무선 장치는 이 소프트웨어 라디오 위에 열립니다. OFDM이 주파수 축, MIMO가 공간 축, NOMA가 전력 축이면, SDR은 그 셋을 한 기지국의 설정값으로 만듭니다.

6G 쪽은 OFDM 파형으로 레이더까지 보는 ISACⓘ, 반사면으로 길을 꺾는 RIS, 채널 추정을 모델이 고치는 쪽으로 이어집니다. 답안은 세 축(주파수·전력·공간)과 소프트웨어 무선을 한 그림에 올립니다. QoSⓘ 지표는 그 물리층이 만든 지연·손실 위에서 다시 적어집니다.

기술사 답안 포인트

관련 용어

• OFDMⓘ
• NOMAⓘ
• MIMOⓘ
• OFDMAⓘ
• SDRⓘ
• SICⓘ
• Massive MIMOⓘ
• O-RANⓘ
• QoSⓘ