2. 정보통신기기 - 이동통신기기

1. 이동통신

1-1 개요

(1) 무선자원 관리기술: 주파수 재사용, 셀분할

 

(2) 이동통신의 지역(Zone)

- 하나의 Base Station이 서비스 담당할 수 있는 구역

- 대존: 하나의 기지국이 넓은 지역 서비스, 주파수 공용통신(TRS)

- 소존: 서비스 지역 분할하여 기지국 설치, 셀룰러 통신, Code-Less

 

(3) 이동통신의 다윈접속

FDMA(주파수 분할 다윈접속)	- 충돌 방지위한 동기기술 필요치 않음 - 송수신기 독립적으로 동작 - 신뢰성, 전력 소모 적음 - 기지국장치: 대형 - 스펙트럼 효율 낮고 용량 낮음
TDMA(시분할 다윈접속)	- 안테나 공용장치 필요없음 -> 송신 안테나 항상 방사 - 상호 혼변조 없음 - 소형화 - 스펙트럼 효율 매우 좋음 - FDMA의 3 ~ 6 배 - 제어장치 복잡 - 간섭 없애기 위해 동기장치 반드시 필요
CDMA(코드 분할 다윈접속)	- 비화성(보안유지) 좋음 - 다중경로 페이딩 경감할 수 있음 - 가입자 수용 용량 매우 큼 - 주파수 대역 넓어야 함 - 고속 처리 가능해야 함 - 전력제어와 동기 기술 필요 * 페이딩: 수신 측의 전계강도가 시간에 따라 변동

 

(4) 이동통신 시스템 구성

- 이동국(MS): 단말장치

- 무선기지국(Base - Station): 단말기와 이동전화 교환국 연결

- 이동전화 교환국(MSC): 위치 검출, 등록 기능, 과금처리 기능, 일반 전화망과 접속 기능, 통화 절체 기능, 로밍 기능

- 홈위치 등록 레지스터(HLR): 이동국의 호(Call) 정보 저장

- 방문위치 등록 레지스터(VLR): 다른 구역 관활의 이동국이 들어왔을 때 정보 저장

- 운용 보존국(OMC): 운용, 보존

 

(5) 이동성 관리기법: 이동성 보장

핸드오프	- 단말이 이동중에 서비스 영역(기지국)이 변경되어도 통화의 단절을 수반하지 않는 기법
	- Hard Hand Off	- 기지국 변경 시에 주파수 변경되는 핸드오프 - 통화의 단절 수반 - FDMA(반드시 존재)  vs  CDMA(있을수도 없을수도)
	Soft Hand Off	- 기지국 변경시에 주파수 변경되지 않는 핸드오프 - Hand Off 성공률이 가장 높음
	Softer Hand Off	- 동일 기지국 내에서 섹터 간 이동시 통화 성공률 제일 높음
로밍	- 자신이 가입된 이동통신 교환국의 서비스 지역을 벗어나 다른 이동 통신 교환국 서비스 지역에 들어가서도 통화서비스를 받을 수 있는 기능 - 통화의 연속성 및 광역성 보장 - 타사업자간의 협약, 국가 간 협약

 

(6) 이동통신 기술

스펙트럼 확산(SS)	- 비밀 유지와 적의 전파방해 차단 - DS-SS: 직접 확산, CDMA - FH-SS: 주파수 도약, 블루투스 - TH-SS: 시간 도약 - CM-SS: 처프 변조
PN Code(확산 부호) 사용	의사잡음(PN): 일정한 자기 상관 특성

정보신호→	변조기 →	확산 변조기 →	잡음, 재밍 등 +	→ 역 확산기 →	복조기 →	정보
	↑ 반송파	↑ 확산부호 PN Code		↑ 동기된 확산부호

 

 

1-2 TRS(주파수 공용 시스템)

- 주파수를 공유하여 주파수 자원을 효율적으로 사용                    - 사용하지 않는 채널 다른 가입자가 이용

- 지령국(기지국)과 다수의 이동국                                               - 광대역 통신 시스템 구축 용이

- 통신시에만 주파수 할당                                                           - 주파수 이용효율 2배 이상

- 채널을 전용함 -> 비화성(보안유지) 좋음                                   - 통화빈도 많은 곳(가입자 밀집지역)에 적용 용이

- 제어장치 필요

 

 

1-3 셀룰러(Cellular) 시스템

(1) 개요: 이동 전화의 총칭, 무선 기지국, 무선 제어국, 무선전화교환국

- 메가셀: 100 ~ 500km 위성

- 매크로셀: 30km시외

- 마이크로셀: 1~3km

- 피코셀: 50m이내 실내, 음영지역

 

(2) 특성

- 주파수 재사용 -> 이용효울 극대화

- 셀 분할에 따라 기지국 수 변화

- 스펙트럼 효율 좋아 많은 가입자 수용 가능

- 서비스 지역 확대 용이

 

(3) 구성: 이동전화단말기(MS), 기지국(BTS), 이동전화교환국(BSC)

 

(4) 아날로그 셀룰러 시스템 vs 디지털 셀룰러 시스템

디지털 셀룰러 시스템	- 수신 전계강도가 규정치(1.0 판별) 이상만 되면 균등화 - ISBN과 접속이 용이(데이터 전송서비스 용이) - 통신 비화성 높음 - 통신 용량 높음 - 데이터 전송속도 높음 - 소형 경량
아날로그 셀룰러 시스템	- 통화품질이 수신전계 강도에 비례 - ISBN과 접속 위해 별도 장치 필요 - 데이터 전송속도 느림 - 비용 높고 통신 보안 유지 낮음 - 중량, 대형 - 통신 용량 낮음

 

(5) 국내 셀룰러 방식: AMPS(EMX-시스템)

 

(6) 이동통신 시스템의 발전 과정

제 1세대	무선전화기(Codeless Telephone), 아날로그 시스템(FDM)
제 1세대	디지털 시스템(TDMA), CDMA(PCN, CT1 -> CT2 -> CT3 -> PCN)
제 1세대	PCS
제 1세대	IMT-2000(WDCMA, CDMA-2000)
CT- 시리즈	CT-1	무선전화기, 아날로그 FM, 주파수 공용 MCA, 가정용 무선 전화기
	CT-2	씨티폰, MSK, FDMA, 발신전용 휴대전화기
	CT-3	발착신 휴대전화, 무선 PBS(구내교환기), 구내 개인 휴대전화
	PCS	발착신 개인 휴대전화, 번호부여, 음성 및 문자 서비스 가능, 디지털 방식으로 누화 없음, Hand-Off 및 로밍, .TDMA

 

(7) 이동통신 세대별 기술

	기술	설명
1세대	AMPS	아날로그 셀룰러 통신으로 FDMA 방식 사용
2세대	CDMA, GSM	디지털 셀룰러 통신으로 CDMA, TDMA 방식 사용
3세대	WCDMA	멀티미디어 통신 위해 광대역 CDMA 방식 사용
4세대	LTE	패킷데이터 통신방식으로 OFDMA 방식 사용

 

 

1-4 전송 방향에 따른 이동 통신기기의 비교

	무전기	셀룰러시스템	TRS
통신방식	Half-Duplex	Full-Duplex	Half/Full-Duplex
통화내용	음성	음성 + 데이터	음성 + 데이터
로밍	불가능	가능	가능
서비스 범위	3 ~ 5km	3 ~ 20km	30 ~ 50km
통화특성	1:N	1:1	1:1. 1:N
통신기능	그룹통화	개별통화	개별, 그룹, 긴급, 우선순위 통화