제 11 장의 구성 11.1 전파 관리 11.2 이동통신 서비스 11.3 이동통신 기술 11.4 위성통신 서비스

11.1 전파 관리 주파수와 공간은 한정된 천연자원이다.

국내 이동통신 주파수 사용 현황

11.2 이동통신 서비스 셀룰러 이동전화(cellular telephone) 송수신 채널을 분리하는 양방향방식 11.2 이동통신 서비스 셀룰러 이동전화(cellular telephone) 송수신 채널을 분리하는 양방향방식 IF 주파수 130.38MHz, 85.38MHz IF 주파수의 체배(×N)가 되는 주파수가 단말기 또는 통신시스템내의 다른 주파수와 혼변조되는 영향이 없어야 하기 때문에 특이한 주파수를 사용 130.38－85.38=45MHz에서 두 IF 주파수의 차이는 송수신 대역의 주파수 차이와 같다 이와 같이 설정하면 국부발진기(LO) 신호를 송수신단에서 모두 같이 쓸 수 있고 PLL과 믹서를 하나만 사용해서 설계해도 송수신이 가능해진다.

국내 셀룰러 이동전화의 주파수대역

개인휴대통신(PCS) Personal Communication Services or System 사업성 때문에 이동전화의 모습 국내 PCS 이동전화에서의 IF 주파수 130.38MHz와 220.38MHz 두 IF 주파수 차이는 220.38－130.38=90MHz 에서 송수신 대역의 주파수 차이와 같다. 나라마다 PCS 주파수대역은 약간씩 차이 있다. 미국은 단말기(1850~1910MHz)와 기지국 (1930~1990Hz)의 송신 주파수대역의 차이가 80MHz이므로 IF 주파수는 130.38MHz와 210.38MHz를 사용한다.

국내 PCS 이동전화의 주파수대역

주파수공용통신(TRS) TRS(Trunked Radio System) 여러 개의 주파수를 묶어 다수의 이용자가 다수의 채널을 공동으로 사용하는 서비스 개념 종래의 무전기가 이용자 별로 주파수를 각각 할당하여 주파수 이용효율이 떨어지는 점을 개선 통화범위가 30~50km로 기존 무전기보다 넓고 380MHz, 800MHz 대역의 주파수를 사용하여 무전기보다 통화음질이 깨끗하고 혼신이 없다. 디지털방식이어서 무선 데이터의 전송도 가능 통화 때마다 주파수채널을 도약하여 보안성 가짐

IMT-2000 International Mobile Telecommunications-2000 2000년대를 위한 국제이동통신 세계적으로 공통 주파수대역과 장비 및 네트워크 기술의 단일 표준안⇒ 유선, 무선 및 위성 결합 전 세계의 개인을 구별할 수 있는 독립된 ID 부여 기존 이동전화망을 진화, 발전시키는 방향으로 발전 실내 2Mbps, 보행자 384kbps, 차량 144kbps급 무선 인터넷 등 고속의 데이터통신 서비스와 영상전송 등 멀티미디어 서비스를 제공 전 세계를 연결하는 글로벌 로밍도 가능하다. IP를 기반으로 한 무선 인터넷 접속도 가능 위성을 연동한 방송 및 무선인터넷 서비스도 가능

이동전화의 진화 단계 이동전화의 진화 단계 제1세대 이동전화 : 아날로그방식(FDMA) 음성 위주의 서비스 제2세대 이동전화 : 디지털방식(TDMA) 음성과 저속의 데이터 서비스 제2.5세대 이동전화 : 디지털방식(CDMA) 셀룰러 이동전화와 PCS 제3세대 이동전화 : IMT-2000 고속의 데이터와 멀티미디어 서비스

동기식과 비동기식 IMT-2000 동기식 : cdma2000, IMT-MC(Multi-Carrier) 기지국 시각정보 일치의 네트워크 동기와 비동기 동기식 : cdma2000, IMT-MC(Multi-Carrier) GPS를 이용해서 모든 기지국의 시각 정보 일치 미국 퀄컴사 IS95 방식의 CDMA가 진화 여러 개의 반송파를 이용 비동기식 : W-CDMA, IMT-DS(Direct Spread) 각 교환기가 기지국마다 다른 동작 시각을 제어 유럽방식의 GSM이 진화 하나의 반송파를 이용

IMT-2000 주파수대역 FDD는 송수신이 분리된 반송파를 사용 TDD는 하나의 반송파를 이용해 TDM으로 송수신 분리

11.3 이동통신 기술 서비스 지역을 여러 조각의 세포(cell)처럼 나누어 통신 망을 구성하는 육상이동통신 방식을 셀룰러 (cellular) 이동통신이라고 한다.

이동통신의 용어정리 이동국(MS : Mobile Station) : 이동통신 단말기 기지국(BS : Base Station) : 고정된 무선기지국 가입자(subscriber) : 통신시스템의 유료가입자 무선교환기(MSC : Mobile Switching Center) : 단말기를 유선망에 연결시켜 주는 교환국 셀(cell) : 하나의 무선기지국이 관리하는 지역 사용자 등록 : 자신의 단말기가 무선기지국에 등록되어 있어야만 서비스가 가능 로밍(roaming) 서비스 : 다른 통신 사업자의 서비스 지역으로 간 단말기에 대한 서비스 인증센터(AC : Authentication Center) : 서비스 대상 판단

셀의 설계와 주파수 재사용 주파수 재사용 (frequency reuse) 기지국에서 관할하는 가입자 수를 늘리기 위해 주파수를 효율적으로 할당하는 기술

셀의 분할과 섹터 안테나 통신서비스 사업자마다 사용주파수 대역이 한정 섹터(sector) 안테나를 보편적으로 사용 각 기지국에 할당된 주파수 채널과 동시에 서비스할 수 있는 가입자 수가 제한 늘어나는 이동통신 가입자 수에 대응하기 위해 무한정 셀을 늘리면 엄청난 기지국 건설비용 추가 섹터(sector) 안테나를 보편적으로 사용 셀의 중심부에 위치한 기지국에서 셀 내부를 120° 세 방향으로 나누어 사용 ⇒단위면적당 가입자 수는 늘어나게 된다. 셀을 세분화하여 작게 쪼개거나 같은 셀 내에서 섹터를 나눌 때는 전파의 세기를 줄여야 ⇒인접한 셀이나 섹터와의 간섭을 줄일 수 있다.

핸드오버와 핸드오프 핸드오버(hand-over) 핸드오프(hand-off) 기지국 사이에 단말기 제어가 넘어가는 것 핸드오버할 때 통화단절을 방지하는 방법 하드 핸드오프(hard hand-off) 방식 FDMA,TDMA는 짧지만 일시적으로 끊어진다. 소프트 핸드오프(soft hand-off) 방식 CDMA 방식⇒ 두 군데의 기지국에서 이동체의 송신 레벨을 주시하다가 부드럽게 넘긴다. 소프터 핸드오프(softer hand-off) 셀내의 섹터간의 핸드오프

11.4 위성통신 서비스 위성궤도와 통신위성

위성궤도 물리적으로 적합한 위성궤도는 정해져 있다 위성통신으로 사용하고 있는 우주궤도 정지궤도 위성 : 적도 근방을 따라 지구의 자전주기와 같은 24시간 주기로 회전하는 위성은 지상에서 보아 정지된 것처럼 보인다. 경사궤도 위성 : 적도에 대해 경사진 정도로 표시 극궤도 위성 : 90° 경사 육상이동통신,해상,항공 서비스에 적합한 위성은 위도 80° 이하이다. 위성통신으로 사용하고 있는 우주궤도 지상 36,000km의 정지궤도 지상 1~2만km의 중궤도 1,000~1만km의 저궤도(LEO : Low Earth Orbit)

위성을 이용한 통신서비스 인공위성 네트워크 이동통신에서의 위성의 역할은 우리나라의 무궁화위성 적도상공 36,000km 동경 116도의 정지궤도 미국의 첩보위성과 우리별 같은 과학위성들 저궤도에서 돌고 있다. 인공위성 네트워크 GPS(24개), 갈릴레오(30개), 글로벌스타(48개) 등 인공위성군은 극궤도 위성과 경사궤도 위성을 포함하여 하늘의 별자리처럼 전 세계를 커버 이동통신에서의 위성의 역할은 저궤도 위성은 하늘에서 중계기나 기지국 역할 ⇒전 세계를 단일통화권으로 잇는 위성이동통신

저궤도위성을 이용한 위성이동통신(GMPCS) 위성이동통신 혹은 범세계 개인휴대통신(GMPCS : Global Mobile Personal Communication System) 바다,사막,산악지대와 아프리카나 일부 아시아 등 통신기반 시설이 취약한 나라들과 군사목적에 유용

위성을 이용한 위치정보서비스 GPS(Global Positioning System) 갈릴레오(Galileo) 프로젝트 24개의 위성을 이용한 위치확인 시스템으로 미국 국방성의 주도로 개발 차량, 선박, 비행기의 현재 위치를 알려주는 것뿐만 아니라 자동항법장치, 군사목적과, 대형 토목공사의 지적 측량 등에서 광범위하게 사용 갈릴레오(Galileo) 프로젝트 미국의 GPS에 대항하기 위해 추진된 유럽 주도의 위성항법시스템(GNSS : Global Navigation Satellite System) 구축사업 일명 유럽형 GPS 사업이라고도 한다. 23,000km의 궤도에 30기의 인공위성 네트워크

- End of Chapter -