Young-Tae Han {han0tae@gmail.com} 무선WAN 셀방식 전화와 위성망 Young-Tae Han {han0tae@gmail.com}

셀 방식 시스템 두 이동국(MS, mobile system) 또는 하나의 이동국과 기지국(BS, base system) 사이에 통신을 제공하도록 만들어짐 서비스 제공자는 호출자의 위치를 파악하고 추적해야 하며, 호 출에 대한 채널 할당을 하고, 호출자가 영역 밖으로 이동할 때 기지국에서 다른 기지국으로 채널을 이전 해야 함 기지국은 이동교환센터 (MSC, mobile switching center)에 의해 제 어되며 MSC는 모든 기지국과 전화 중앙 교환국 간의 통신을 조정 함 MCS는 전화 호출을 연결하고, 호출 정보를 기록하며, 과금 역 할을 함

주파수 재사용 이웃하는 셀들은 셀 경계에 있는 사용자들에게 간 섭을 일으킬 수 있기 때문에 같은 주파수를 사용하 지 않음 제한된 주파수로 인해 주파수를 인접하지 않는 경 우 재 사용하며 유일한 주파수 집합을 사용하는 N 셀 구성을 하며 N을 재사용 인자라 함

전송 호출자는 7개 또는 10개로 구성된 전화번호를 입력 이동국은 대역을 조사하여 강한 신호를 가진 설 정 채널을 찾음 호출자는 7개 또는 10개로 구성된 전화번호를 입력 이동국은 대역을 조사하여 강한 신호를 가진 설 정 채널을 찾음 가장 가까운 기지국에 데이터를 전송 기지국은 데이터를 MSC로 중계하고 MSC는 데 이터를 전화 중앙국으로 송신 피호출자가 호를 수락할 경우 연결이 만들어지 고 그 결과가 MSC로 중계 됨

수신 이동국이 호출될 때 전화 중앙국이 MSC로 번호 를 전송

핸드오프 핸드오프 경성 핸드오프 연성 핸드오프 이동국이 한 셀에서 다른 셀로 이동할 경우 신호가 약 해질 수 있음 MSC는 몇 초마다 신호 레벨을 감시하고, 만약 신호 세 기가 약해지면 MSC는 새로운 셀을 찾음 MSC는 새로운 셀로 이동국의 채널을 설정 경성 핸드오프 이동국은 단 하나의 기지국과 통신을 하며 새로운 기지 국과 통신이 설정되기 전에 통신을 해제하고 새로운 기 지국과 연결 설정을 하며 끊김이 있는 연결 설정 연성 핸드오프 동시에 두 기지국과 통신을 하며 한 기지국과 통신을 단절하기 전에 새로운 기지국과 연결 설정을 하며 이를 통해 끊김 없이 연결 설정이 가능

로밍 사용자가 통신에 접근이 가능하거나 유효 도달 범위 내에서는 통신을 할 수 있다는 것을 의미 사용자가 통신에 접근이 가능하거나 유효 도달 범위 내에서는 통신을 할 수 있다는 것을 의미 서비스 제공자마다 보통 제한된 유효 도달 범위 를 가짐 이웃 서비스 제공자들 사이에는 로밍 계약을 통 해 확장된 유효 도달 범위를 제공 할 수 있음

1세대 AMPS(advanced mobile phone system) 대역 북미에서 선도하는 아날로그 셀 방식 시스템 한 링크를 채널로 분할기 위해 FDMA 사용 대역 ISM 800Mhz 대역에서 동작 각 대역은 832개의 채널로 분할 (25Mhz/30Khz=832) 두 제공자가 공유시 416개 채널 (21개 채널 제어용) AMPS 주파수 재 사용 인자 7 실제 한 셀에서는 395채널 중 1/7만이 사용 가능

1세대 전송(Transmission) 음성채널은 FM으로 변조 제어채널들은 30Khz 아날로그 신호생성을 위해 FSK 사용 각 25Mhz 대역을 30Khz 채널로 분할하기 위해 FDMA 사용

2세대 디지털화된 음성 D-AMPS 아날로그 AMPS 디지털화 대역 AMPS와 동일한 대역과 채널 사용

2세대 전송 프레임크기 : 324bit X 6 = 1,944bit 프레임 속도 : 25 Frame/s 프레임기간 : 40ms (1/25초) 슬롯개숫 : 6개의 슬롯 채널 비트율 : (1/40ms)X324bitX6개=48.6Kbps

2세대 이동통신용 국제시스템(GSM, Global system for mobile communication) 유럽 전체를 대상으로 공통의 2세대 기술을 제공 하기 위해 개발된 유럽 표준 양방향 통신을 위해 두 대역을 사용

2세대 전송 프레임기간:1/120ms 프레임수:26개 슬롯개수 : 8개의 슬롯 채널 비트율 : 1/120ms X 26 X 8 X 156.25=270.8Kbps

2세대 멀트프레임 구성 요소

2세대 IS-95 잠정 표준 95(Interim Standard 95, IS-95) CDMA와 DSSS를 기반 대역과 채널 양 방향 통신을 위한 두 대역 사용 ISM 800-MHz, ISM 1,900-MHz 각 대역은 보호대역으로 분리된 1.228MHz짜리 20개 채널로 분할 각 서비스 제공자에게 10개 채널 할당 동기화 동기화를 제공하기 위해 GPS(Global Positioning System)의 서비스 사용

2세대 전방향전송(Forward Transmission)

2세대 역방향 전송

2세대 주파수 재 사용인자 이웃셀에서의 간섭이 CDMA나 DSSS전송에 영향이 없기 때문에 주파수 재사용 인자가 1임 연성 핸드오프 각 기지국은 파일럿 채널을 이용하여 신호를 브로 드캐스트 이동국이 자체의 셀과 이웃셀들에게 파일럿 신호 를 감지할 수 있음

2세대 개인통신 시스템 (PCS, personal communications systems) 여러가지 통신 서비스를 제공하는 사용 시스템의 공통 명칭 2세대 어느 기술도 사용 가능 1,900Mhz 대역 사용 단문메시지 서비스와 한정된 인터넷 연결과 같은 통신 서브스를 제공

3세대 ITU가 1992년 2000년을 위한 인터넷 이동통신 (Internet Mobile Communication for year 2000, IMT- 2000) 청사진 현재 사용하는 공중전화망의 음성 품질 이동차량 144Kbps, 보행 384Kbps, 고정 위치 2Mbps 데이터율로 사용 패킷교환과 회선교환 데이터 서비스 지원 2GHz 대역 2MHz 대역폭 인터넷 인터페이스

3세대 IMT-2000 무선 인터페이스 IMT-DS IMT-MC IMT-TC IMT-SC IMT-FT CDMA의 한 변형으로 W-CDMA(wideband CDMA) 5-MHz, 유럽에서 개발 IMT-MC CDMA 기술의 진화된 형태, CDMA 2000 광대역(15-MHz)과 협대혁(1.25-MHz) CDMA와 조합 북미에서 개발 IMT-TC W-CDMA와 TDMA의 조합 IMT-SC TDMA만 사용 IMT-FT FDMA와 TDMA의 조합

위성망 위성망(satellite network) 궤도(orbit) 지구상의 한 지점에서 다른 지점으로 통신을 제공하는 노드(node) 의 조합 궤도(orbit) 적도궤도(equatorial orbit), 경사궤도(inclined orbit), 극궤도(polar orbit)

위성주기 지구를 한 바퀴 도는 데 필요한 시간 케플러의 법칙(Kepler’s law) C는 약 1/100에 해당하는 상수 주기는 초, 거리는 킬로미터 단위 주기 = C x 거리1.5

위성의 종류

위성 통신을 위한 주파수대역 상향링크(uplink) - 지구에서 위성으로 전송 하향링크(downlink) – 위성에서 지구로 전송 Band Downlink, GHz Uplink, GHz Bandwidth, MHz L 1.5 1.6 15 S 1.9 2.2 70 C 4 6 500 Ku 11 14 Ka 20 30 3500

GEO 위성 지구 표면으로부터 대략 22,000마일 상공에 위치 지구 곡률로 인해 정지지구궤도상에서 서로 같은 거리 만 큼 떨어진 3개의 위성 필요

MEO 위성 지구 상공 18,000Km 고도에 위치 전지구 위치 파악 시스템(Global Positioning System, GPS) 24개의 위성으로 구성 삼각측량(triangulation) 원칙에 근거

LEO 위성 저지구궤도(low-Earth orbit, LEO) 극궤도(polar orbits) 지구 상공 500에서 2,000Km 회전주기 90에서 120분 셀 방식 전화 시스템과 유사한 셀 방식의 접근

이리듐시스템(Iridium system) 1990년 모토롤라에 의해 시작 1998년 66개의 위성으로 서비스 시작 750Km 고도에 위치 손에 들 수 있는 단말기를 사용해서 직접 전세계적으로 음 성과 데이터 통신을 제공하도록 설계되었으며, 셀 방식 전화 와 유사한 서비스를 제공하지만 전지구적인 규모로 서비스 를 제공

글로벌스타(Glovalstar) LEO 시스템 6개의 극궤도에 48개의 위성 사용 1,400Km 고도에 위치 위성과 지구국(earth station)을 둘다 사용

텔레데식 (Teledesic) 통신 대역 데이터율 위성간 통신은 인접한 여덟개의 위성이 서로 통신 위성과 지구관문국 통신 가능 광섬유와 같은 통신을 제공 전세계의 모든 사용자에게 광대역 인터넷 접속 제공 하늘의 인터넷(internet in the sky) 1990년 크레이크 매코우와 빌 게이츠에 의해 시작 위성군 12 극궤도에 288개의 위성을 제공 궤도는 1,350Km 고도에 위치 통신 위성간 통신은 인접한 여덟개의 위성이 서로 통신 위성과 지구관문국 통신 가능 사용자는 단말기를 통해 네트워크와 직접 통신 대역 전송은 Ka 대역 데이터율 상향링크 최대 155Mbps 하향링크 최대 1.2Gbps