[IT] 셀룰러 시스템의 기초

 

1.3 셀룰러 시스템의 기초

 

무선과 이동통신을 제공하는 방법이 많이 있다. 그리고 각각 상대적인 이점과 단점이 있다.

예를들어 집에서 무선기술을 이용하여 코드가 없는 전화기를 사용한다. 이것은 저전력의 송신기를 이용하기 때문에 매우 좁은 커버리지 영역을 가지고 있다.

주파수 간섭 회피 같은 원칙은 훨씬 더 강력한 송신 스테이션과 기지국을 이용한 셀룰러 시스템에 사용된다.

 

Cell

-셀의 모든 사용자는 기지국으로 서비스를 받는다.

-기지국이 셀 중앙에 위치하는 경우 지역 내의 신호의 강도 (전송안테나, 대기상태, 언덕, 계곡 그리고 높은 건물 존재)에 따라서 신호의 강도 지형의 등고선과 같은 여러 요인 결정 된다.

그러므로 실제 셀의 모양은 지그재그 모양일 수 있다. 그러나 사실상 셀은 육각형의 근사치로 표현된다. 또한 그것은 더 큰영역, 작은영역 중복되는 부분 없이 육각형으로 셀을 나눌 수 있다.

 

 

 

 

각각 셀 영역에 여러 사용자 또는 무선 가입자는 하나의 기지국으로 서비스를 받는다. 커버리지 영역이 증가하는 경우 다음 추가 기지국이 추가 영역을 관할 한다. 제한적인 대역폭은 무선 서비스를 위해 할당 받습니다. 따라서 전체 시스템의 효율성을 높이기 위해서 멀티플렉싱 기술을 고용할 필요가 있습니다.

네 가지 기본 멀티플렉싱 기술

• 주파수 분할 다중접속(FDMA)
• 시간분할 다중 접속(TDMA),
• 코드 분할 다중 접속(CDMA),
• 직교주파수 다중 분할(OFDM)

새로운 기술인 공간분할 다중 접속(SDMA)은 특별한 microwave에 사용되어 집니다. FDMA에서 할당된 주파수 대역은 sub-band의 채널이라는 하나의 채널을 기지국으로부터 각각의 사용자에게 할당됩니다. 이 FDMA는 제 1-세대 셀룰러 시스템이라 불린다.

 

 

-Frequency division multiple access

 

 

 

-FDMA bandwidth structure

 

 

 

-Illustration of FDMA channel allocation

 

 

 

TDMA에서는 하나의 채널을 다른 사용자를 위한 하나의 기지국 지정 시간 슬롯과 함께, 여러 사용자가 사용되며, 각 사용자는 라운드-로빈 방식으로 제공 됩니다. 대부분의 2세대 셀룰러 시스템은 TDMA를 기초에 두고 있습니다.

 

-Time division multiple access

 

 

-TDMA frame structure

 

 

-TDMA frame illustration bt multiple users

 

가장 유망한 CDMA 기술은 각 사용자의 넓은 주파수 대역을 활용한다. 전송주파수가 할당된 스펙트럼을 통해 배포되기 때문에, 이 기법은 또한 확산 스펙트럼으로 알려져 있다. FDMA나 TDMA와는 완전히 다른 것이다. 하나의 고유한 코드는 각 사용자에게 기지국에 의해 지정되고 고유의 코드는 다른 사용자를 위해 사용된다.

-Code division multiple access

 

이 코드는 그것이 전송되기 전에 정보를 각각의 비트와 함께 혼합하는 사용자에 의해 고안되었다. 동일한 코드는 이러한 인코딩 비트를 디코딩하는데 사용하며, 코드의 변화는 단순이 잡음으로 받은 정보의 해석이다. 이것은 10비트 코드 워드에 대한 그림이다.(1.14)

 

-Transmitted and received code in a CDMA system

 

코드의 직교성은 기지국에서 할당된 전체 주파수 대역을 사용하여 여러 가입자의 데이터 전송을 가능하게 한다. 각각의 수신자는 그것을 받을 것으로 예상되는 데이터를 디코딩 할 수 있도록 해당 코드를 제공 받는다. 이용자들의 수는 동시에 생성 될 수 있는 직교 코드의 개수에 의해 결정 됩니다. 2세대의 일부분과 3세대 대부분의 이동통신시스템은 CDMA를 사용한다.

OFDM으로 알려진 최근에 다가오는 변조 기술 중 하나는 여러 주파수 채널을 사용하여 병렬 데이터를 전송한다고 소개 했다. 무선통신에서 반사 및 회절은 전송신호가 다른 경로 길이로 수신측에 도달하게 하는 원인이 된다. 장애물이 될 수 있는 건물, 자동차, 나무등 많은 개체 때문에 무선신호는 곳곳에 퍼져서 영향을 미치게 된다. 다중 경로신호는 심볼간 간섭과 함께 수신기에 도착한다. 따라서 그것은 원래의 신호를 추출하기 위해 상대적으로 어렵다. 심볼간 간섭을 감소한 접근방법은 병렬비트 스트림의 전송속도를 고속 데이터 스트림을 변환하는 Multicarrier 전송 기술을 사용하고 여러 채널을 사용해야 한다. 그러므로 OFDM의 슈퍼품질 신호와 심볼간 간섭이 감소된 신호를 제공한다 OFDM은 FDMA시스템과 다른 방식이다.

FDMA에서는 전체 대역폭이 인접채널 사이의 간섭을 제거 하는데 사용되는 비중복 주파수로 나누어져 있고 대역폭 활용도 향상에 기여하지 않는다. OFDM에서 선택한 subcarrier 주파수는 심볼 시간의 역수에 의해 간격간격이며, 각각의 서브 채널의 스펙트럼 완전히 겹칠 수도 있다.

FDAM,TDMA 그리고 CDMA의 특정 시스템에 따라 여러 변종과 조합이 된다. 자세한 비교는 이 책의 범위를 벗어난다. 그러나 예외가 주파수 사용과 시간 다중화 측면에서 FDMA, TDMA 조합으로 정의 할 수 있는 호핑 주파수이다. 기본적으로 한 사용자는 지정된 기간 동안 하나의 채널을 사용하고 전송하기 위해 다른 채널로 변경된다. 수신기는 주파수 호핑 수열을 아는 것을 제공하는 송신기로 바꿀 수 있다. 물론 시퀸스는 모든 채널이 소진되고 난 후에 반복된다. 여러 사용자를 위한 특정한 시간에 다른 주파수 시퀸스는 정보를 전송하는데 사용 될 수 있는 하나의 채널이 하나의 사용자에 의해 사용됩니다. 주파수 호핑 기술은 방어의 목적으로 도입되었다. "잡음"으로 널리 알려진 강력한 적의 신호인 특별한 주파수가 불 특정 주파수 대역에 들어와도 메세지가 계속 전송되었기 때문이다..

 

 

 

 

[모든 그림들은 제가 직접 만들었으므로 마음대로 이용가능합니다^^]