분산형 기지국과 NOMA를 활용한 전력 최소화 기법

** 본 논문은 차세대 5G·6G 네트워크에서 기대되는 고밀도 사용자 환경을 고려하여, 분산형 기지국(Distributed Base Station, DBS)과 전력‑도메인 NOMA(Non‑Orthogonal Multiple Access)를 결합한 전력 최소화 방안을 체계적으로 연구한다. 먼저, 기존 연구가 중앙집중식 기지국(CBS)에서만 NOMA 기반 전력 최소화 문제를 다루어 왔으며, DBS‑NOMA에 대한 연구는 거의 없었다는 점을 지적한다. DBS는 여러 원격 라디오 헤드(RRH)를 셀 전역에 분산 배치함으로써 평균 사용자‑기지국 거리와 경로 손실을 감소시켜 전력 효율을 높일 수 있다. 그러나 RRH 선택, 서브캐리어 할당, 사용자 페어링, 전력 할당을 동시에 고려하면 문제의 차원이 크게 늘어나 NP‑hard 수준이 된다. 논문은 시스템 모델을 상세히 정의한다. 총 R개의 RRH와 K명의 단일 안테나 사용자, S개의 OFDM 서브캐리어가 존재하며, 각 서브캐리어당 최대 두 명의 사용자를 NOMA 방식으로 동시 전송한다. 사용자 i가 서브캐리어 n에서 RRH r을 통해 전송받는 전력은 \(P_{i,n}^{(r)}\)이며, 채널 이득은 \(h_{i,n}^{(r)}\)로 표기한다. 목표는 모든 사용자가 요구하는 전송률 \(R_{i}^{\text{req}}\)를 만족하면서 전체 전송 전력 \(\sum_{i,n,r} P_{i,n}^{(r)}\)을 최소화하는 것이다. 제약식에는 (1) 각 사용자별 최소 전송률, (2) 전력 비음수 및 최대 전력 제한, (3) NOMA 특유의 전력 다중화 제약(두 사용자가 동일 서브캐리어에 있을 때 SIC가 가능한 조건) 등이 포함된다. 문제 해결을 위해 저자는 먼저 자신들의 이전 연구