Chapter 6 목차 Personal network 6.1 개요 Wireless 6.2 무선 링크 특징 6.3 IEEE 802.11 wireless LANs (“wi-fi”) 6.4 셀룰러 망 무선 접속 기술의 진화 CDMA 망 구조 Personal network 6-1

셀룰러 네트워크의 구성 MSC cell wired network cells을 공중 광역망에 연결 호 설정 관리 이동 관리 기지국(BS) 이동 단말 무선 접속 cell Mobile Switching Center 공중 전화망 인터넷 wired network 6-2

셀룰러 망의 표준 무선 접속 방식 1G: 아날로그 방식 2G: 디지털 방식 각 나라마다 다양한 방식이 존재했다. IS-136 TDMA: FDMA/TDMA의 결합 (북미) GSM (global system for mobile communications): FDMA/TDMA의 결합 가장 널리 사용 IS-95 CDMA: code division multiple access 6-3

1G 2G 2.5G 3G 3.5G D-AMPS GSM GPRS EDGE WCDMA HSDPA AMPS TDMA/FDMA 30kbps 384kbps 144kbps 384kbps 2Mbps 10Mbps 2007년 Analog (FDMA) 9.6kbps 8Kbps IS-95 CDMA IS-95A IS-95B CDMA1x- EVDO 14.4kbps 64kbps 2.4Mbps 2003년 1992년 결정 1996년 개시 WiBro 18Mbps Wi-Fi 54Mbps 4

2.5G 3G로 이행하기 전 단계에서 데이터 전송 속도를 높일 목적으로 만듬: 2G 확장 general packet radio service (GPRS) GSM에서 진화 데이터는 다중 채널을 통해서 전송(채널이 존재하면) enhanced data rates for global evolution (EDGE) GSM에서 진화, 발전된 변조(modulation) 기술 사용 데이터 속도는 384K까지 CDMA-2000 1x (phase 1) IS-95에서 진화 데이터 속도는 144K까지 CDMA-2000 1x EV-DO(Evolution Data Only) 데이터 속도는 2.4Mbps까지 6-5

3G: IMT-2000 1992년부터 추진: ITU는 Internet Mobile Communication for year 2000 계획 발표 음성 품질은 PSTN 수준으로 데이터 전송 속도는 이동 차량에서는 144kbps, 보행자는384kbps, 비이동 사용자는 2Mbps packet-switched와 circuit-switched 데이터 서비스 지원 2GHz (1.885-2.025GHz, 2.100-2.200GHz) 대역 사용 대역폭은 2MHz 인터넷 접속 지원 유럽에서는 UMTS로 불리었고, 일반적인 이름으로 International Moblie Telecommunication 2000(IMT-2000)으로 불림

Synchronous vs. Asynchronous 원래 IMT-2000의 목표는 세계 단일 규격을 만드는 것이었다. 하지만 크게 북미식과 유럽식의 두 개의 표준이 만들어졌다. 두 표준의 무선 접속은 CDMA에 기반 CDMA 2000: 동기식 모든 단말과 기지국은 GPS(Global Positioning System)와 동기화 주로 북미에서 사용 실제적으로 cdma-2000 1x와 cdma-2000 1x EV-DO 형태로 서비스 됨 W-CDMA: 비동기식 유럽, 일본에서 사용

3.5G High Speed Uplink/Downlink packet Access (HSDPA/HSUPA) WiBro 3G systems의 데이터 전송 속도를 높임 High Speed Uplink/Downlink packet Access (HSDPA/HSUPA) 데이터 속도: 14.4Mbps down, 2Mbps up Universal Mobile Telecommunications Service (UMTS): 유럽에서 부르는 명칭 WiBro 한국에서 제안 18Mbps 6-8

HSDPA 구분 1x EV-DO WCDMA(R4) HSDPA(R5) 제공서비스 Data only 음성+데이터 하향 최고 전송 속도 2.4Mbps 2Mbps 10(14)Mbps 상향 최고 전송 속도 153.6Kbps

4G LTE(Long Term Evolution) 음성 서비스는 실제로는 3G 혹은 2G 방식을 사용 orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) 사용 100Mbps down, 30Mbps up(?) Data service only 음성을 위한 LTE: VoLTE 음성 서비스는 실제로는 3G 혹은 2G 방식을 사용

국내 이동통신 주요 사건들(1) 1992. 8 제2이동통신 사업자 선정 해프닝 선경(현 SK)이 선정되었다가 반납 1994년 신세기이동통신(코오롱을 1대 주주): 제2이동통신 사업자로 선정 선경은 한국이동통신의 주식 24%를 4370억원에 인수 따라서 셀룰러 전화망 시장은 한국이동통신(011)(1997년 SKT로 변경)과 신세기 이동통신(017)(제2이동통신)으로 나누어짐 6-11

국내 이동통신 주요 사건들(2) 1996년 CDMA를 세계 최초로 상용화 1996년 6월 PCS 사업자 선정 한국통신 프리텔(016), LG텔레콤(019), 한솔PCS(한솔M.com)(018) PCS는 셀룰러망과 다른 주파수 대역을 사용한다는 점 외에는 실질적으로 두 기술은 동일 따라서 5개 업체가 경쟁 SKT: 아날로그(AMPS)와 디지털(CDMA) 나머지 4사: 디지털(CDMA) 6-12

국내 이동통신 주요 사건들(3) 1999년 12월 신세기 이동통신은 SKT(1997년 사명 변경)에 합병 왜 신세기 이동통신은 실패를 했을까? 1999년 SKT는 아날로그 가입자를 디지털로 전환하며 아날로그 서비스는 사라짐 2000년 6월 한국통신은 한솔M.com을 인수 이로서 이동통신 시장은 SKT, KT프리텔, LGT의 3강 체제로 재편됨

국내 이동통신 주요 사건들(3G시대) 2000년 12월 IMT-2000 사업자 선정 2001년 LGT가 동기식 사업자로 선정 KT아이컴, SKT IMT가 비동기식 사업자 하나로 통신은 동기식 사업자 신청하였으나 탈락 2001년 LGT가 동기식 사업자로 선정 2000년 10월 SKT가 cdma-2000x1를 상용화 2002년 2월 SKT는 cdma-2000x1 EV-DO를 상용화 데이터 서비스의 변화 2G: SMS 3G: ??

국내 이동통신 주요 사건들(3.5G시대) 2007년부터 W-CDMA HSPDA 서비스 시작 이론상 데이터 속도: 7.2Mbps(up), 384kbps(down) KTF: SHOW SKT: T World 새로운 망을 설치해야 했음 유심 서비스 시작 국제 로밍 지역의 확대(전 세계 70%) 동기식 방식은 cdma-2000 EV-DO에서 발전한 CDMA Rev.A LGT: OZ(3Mbps up/1.8Mbps down) 2G 망을 업그레이드하면 됨 데이터 서비스의 변화 ???

국내 이동통신 주요 사건들(WIBRO) 국내에서 개발한 기술 KT와 SKT가 사업자로 선정 Mobile WiMax로 해외에서 알려짐 IEEE 802.16e 표준 데이터 속도: 20Mbps

국내 이동통신 사업자별 주파수 할당 현황 (2011. 9. 9, IFRE)

셀룰러 망: 무선 접속 방식 무선 단말과 기지국의 주파수를 공유하여 전송하는 방법 FDMA/TDMA CDMA: code division multiple access frequency bands time slots 6-18

Code Division Multiple Access (CDMA) cellular network에서 사용하는 다중 접속 방식(MAC) 모든 사용자는 동일한 주파수를 사용한다. 하지만 데이터를 encoding/decoding하기 위한 고유의 “chip sequence”를 갖고 있다. encoded signal = (original data) X (chipping sequence) decoding: inner-product of encoded signal과 chip sequence의 inner-product를 chip sequence의 수(M)로 나눈 값 6-19

데이터 표현

Chip Sequence Sender 1 1 1 1 -1 1 -1 -1 -1 Sender 2 1 -1 1 1 1 -1 1 1

CDMA의 예: 2개의 sender 6-22

Chip sequence는 어떻게 만드나?

이동 통신망 구조 RAN 회선 교환 전달망과 패킷 교환 전달망 회선망은 PSTN과 연결 패킷망은 인터넷 망과 연결 무선 단말-기지국-기지국 교환기 회선 교환 전달망과 패킷 교환 전달망 기지국 교환기에서 음성은 회선망으로 데이터는 패킷망으로 전달됨 VLR과 HLR 회선망은 PSTN과 연결 패킷망은 인터넷 망과 연결 데이터는 어디서부터 IP 패킷으로 전달되는가?

UMTS : 3G 이동 통신망(초기) WCDMA: UTRAN

802.16: Wireless MAN (WiMAX) 802.11 & cellular과 유사: base station 존재 BS와 MH는 omnidirectional antenna를 사용하여 전송 BS와 BS는 p-to-p 안테나 사용 point-to-multipoint point-to-point

Wireless MAN (WiMAX) WiMAX 포럼 802.11과 차이점: IEEE 802.16e (WiBro) 2.3, 2.5, 3.5GHz 대역 권고 802.11과 차이점: 범위: ~10 km(사무실 보다는 도시 규모에 적용) 속도: ~20 Mbps 인터넷 접속시 Cable modem이나 DSL을 대체할 수 있는 속도 제공 IEEE 802.16e (WiBro) 한국에서 제안 북미에서는 WiMAX로 알려짐 LTE와의 경쟁에서 밀림

WiBro vs. HSDPA WiBro HSDPA 제공 서비스 Data only voice+data 속도 20Mbps 이동 속도 ~80Km/h ~250km/h