[이동 통신 채널과 전파 특성 & IMT-2000의 이해] 이동 통신 채널과 전파 특성 & IMT-2000의 이해
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- 목차
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Ⅰ.이동 통신 채널과 전파 특성
1. 이동 통신 채널의 특성과 모델
2. 다이버시티(diversity)
Ⅱ.IMT-2000
1. IMT-2000의 개념
2. 기지국간의 동기/비동기
3. IMT-2000 무선 접속 기술
- 본문내용
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통신에 필요한 송신 전력이나 서비스 구역의 크기, 서비스 구역 내의 통신 품질 등을 결정하는 것 이 전자파 전파(propagation) 특성이고, 송신기에서 수신기까지의 전파 손실이나 전파 손실의 장 소적·시간적 변동 등이 주요한 요소가 된다. 이동통신의 전자파 전파 경로는 송신점에서 방해 없 이 도달하는 직접파, 건물의 벽 등으로 인한 반사를 거쳐서 도달하는 반사파, 건물의 옥상 등에서 회절하여 도달하는 회절파 등 3종류의 전파가 수신점에서 수신된다.
이들 개개의 전파 레벨은 이론적인 취급이 가능하다. 그러나 이동전화 등과 같이 송?수신점 간에 거의 직접파가 없이 다수의 반사파나 회절파가 수신되는 경우, 이들 모든 전파를 이론적으로 검토 하는 것은 사실상 불가능하기 때문에 전자파 전파 특성의 기술에는 측정 데이터의 통계 처리에 의 한 실험식 등이 쓰이고 있다. 따라서 사용자의 이동성, 기지국 설계 및 주변 환경에 의해서 형성되 는 전자파 전파 채널은 동일 주파수 재사용으로 인한 다른 기지국의 간섭으로부터 충분한 격리 방 법을 제공하여야 할 뿐만 아니라 그 기지국 내 서비스를 위한 고품질 전송 방법을 제공해야 한다.
용량이 크게 요구되는 인구 밀집 지역은 건물, 인공 조형물, 나무 등과 같이 전송 경로를 가로막는 장애물들로 꽉 차 있으며, 이러한 장애물들로 인한 과다 손실은 다른 셀들과의 필요한 격리를 얻 는 데 이용되고 있다. 장애물들로 꽉 찬 비교적 작은 셀 권역 내에서의 전자파 전파는 기지국과 이 동국 안테나 주변 구조물로부터의 반사와 산란에 의해 지배된다. 모든 방향으로부터의 도착신호 를 수신하는 전 방향 안테나는 어려운 전자파 전파 환경에 있는 이동국에 효과적으로 쓰인다. 그 러나 이동통신방식에서는 기지국 안테나의 지향성에 제한이 있어 지상 근접 구조물 전체가 산란 및 반사를 하게 되어 기지국과 이동국 사이에 다중 경로를 제공한다.
(1) IMT-2000의 탄생 배경
IMT(International Mobile Telecommunication)-2000은 ITU 산하 ITU-T SG(Study Group) 표준 기술을 채택한 차세대 이동 통신 서비스로 위성을 이용한 통신서비스를 말하는
것으로“언제, 어디서나, 누구라도”하나의 단말기를 이용해서 음성 및 영상, 화상, 데이터 등과 같 은 비 음성 그리고 유무선 통신을 통합하여 초고속 멀티미디어 서비스가 가능하도록 제공하는 글 로벌 로밍(Global Roaming)이 가능한 제3세대 이동 통신 서비스를 가리키는 용어이다.
즉 기존의 이동 전화서비스와는 달리 IMT-2000은 전 세계 공통 주파수 대역에서 공통의 기술 표 준을 사용함으로서 국제적인 로밍이 가능하도록 하기 위한 개념에서 비롯되었다고 할 수 있다. 여기서 기존 단말기와의 차이점으로 데이터 전송속도를 예로 들 수 있는데 CDMA 단말기의 최대 데이터 전송 속도로 9.6[Kbps]이며, PCS 단말기의 전송속도가 28.8[Kbps]이다. 이에 대해 IMT-2000의 경우 데이터 전송속도는 최대 2[Mbps]까지의 전송 속도의 구현이 가능하다.
따라서 IMT-2000은 세계의 어떤 지역에서도 음성전화, 무선호출 그리고 전자우편 등의 서비스 를 제공할 수 있다는 것을 특징으로 하고 있다.
IMT-2000은 세계적으로 다양한 형태의 아날로그 셀룰러 시스템이 급속히 보급됨에 따라 ITU에 서는 미래에 국제적으로 통합된 셀룰러 시스템의 표준개발 협력의 필요성을 인식하였고 이를 위 한 방안으로 ITU에서는 위성, WLL 또는 이동 통신 등의 시스템 형식은 세계 어느 나라에서나 운 용 가능한 이동전화 기술에 대한 표준화를 개발하기 위한 단체를 설립하였다.
IMT-2000의 초기 명칭은 FPLMTS(Future Public Land Mobile Telecommunication
System)라고 했으며, 이 후 IMT-2000 개념은 1G(1st Generation)인 아날로그 시스템과
2G(2nd Generation)인 디지털 시스템에서 한 차원 향상된 새로운 시스템의 데이터 전송능력에 따라 3G(3rd Generation)시스템을 지칭하는 3G라는 명칭으로 불리면서 IMT-2000이라는 용어 로 불리게 되었다.
(2) 광역 무선 데이터 서비스의 발전 단계
광역 무선 데이터 서비스의 형태는 셀룰러 전화망을 사용하는 방법, 무선 데이터 통신망을 사용하 는 방법, PCS 또는 IMT-2000을 사용하는 방법, 그리고 단방향의 위성을 사용하는 방법 등을 들 수 있다.
초기 형태인 1세대 이동통신 서비스에서는 아날로그 휴대폰 채널을 전화회선으로 사용하는 방식으 로 휴대폰을 이용해서 목적지 모뎀에 전화를 걸고 이 다이얼 업 회선을 통해 데이터를 주고받는 방 식으로서 전송 속도가 고작 2.4[Kbps]의 정도로 저속이었다. 1세대를 대표하는 이동통신 시스템인 AMPS(Advanced Mobile Phone System)는 아날로그 방식의 휴대전화 표준을 말하는 것으로 아 날로그 방식의 휴대전화 서비스는 디지털 방식에 비해 서비스 제공하는 기간이 길며, 보다 넓은 서 비스 영역에서 이용할 수 있으며, 그리고 CDPD(Cellular Digital Packet Data) 서비스 형태로 이 는 아날로그 셀룰러 폰을 사용해 저속의 무선 패킷 데이터 서비스를 제공하는 것으로 통화중이 아 닌 전화채널을 사용해 무선 데이터를 패킷 단위를 정보를 전송하는 것이 가능하며, 비 연결형 (connection-less)으로 운용된다. 이 방식에서 서비스된 전송 속도는 최대 19.2[Kbps]의 전송속 도를 제공하며 네트워크 계층 프로토콜로는 IP를 지원하므로 광역 인터넷 액세스가 가능하다.
한편 유럽에서는 GSM(Global System for Mobile) 방식의 디지털 휴대폰을 사용하여 광대역 무 선 데이터 서비스를 제공하는 방식으로 이 방식에서 제공되는 전송 속도는 9.6[Kbps]이다. GSM 은 TDMA 방식을 사용하고 있으므로 디지털 음성과 데이터를 동시에 서비스를 제공 할 수 있는데 현재의 아날로그 휴대폰 또는 CDPD보다는 단순하다는 것이 특징이다. 국내의 이동 통신 환경에 서는 CDPD나 GSM 방식을 채택하지 않고 있다. GSM, CDMA 이후의 세대를 FPLMTS(IMT- 2000)라고 불리는 3세대 이동통신 서비스는 64[Kbps]이하의 일반 데이터 서비스와 함께 최대 2[Mbps]까지의 고속 무선 데이터 통신을 할 수 있으며 이를 통하여 우리는 이동 통신의 궁극목표 인 언제, 어디서나, 누구라도 라는 원칙 하에서 인터넷접속과 데이터 통신을 이룰 수 있을 것이다.
이러한 광역 데이터 통신망은 보통 수십 [Kbps]이하의 저속 채널을 지원하므로 무선 채널의 대역 이용률을 높이기 위하여 TCP/IP의 헤더를 40바이트를 3바이트로 압축해서 사용하는 방법과 전 화용 모뎀에서 사용되고 있는 V.42bis 데이터 압축기술의 도입으로 압축 정도는 약 3, 4배의 압 축률을 통한 정보를 제공하고 있다.
(3) IMT-2000의 특징
① 인터넷, 영상 등의 고속 데이터 서비스의 제공이 가능
② 전 세계적 표준화 및 동일 주파수 대역을 사용함으로서 세계적 로밍을 지향할 수 있다.
③ 현재 제공되는 이동 전화와 비교해서 데이터 전송 속도가 고속 고품질화가 가능하다.
④ 음성 및 데이터의 다양한 멀티미디어 서비스를 제공할 수 있다.
(4) IMT-2000의 능력
① 다양한 무선 환경에서 동일한 단말로 서비스를 제공 받을 수 있는 단말 이동성(terminal
mobility)
② 특정한 단말에 제한을 받지 않는 능력을 갖는 즉 사용자가 사용자 식별자를 관리하기 위한 논 리 엔티티인UIM(User Identity Module)을 기반으로 네트워크에 접속하여 서비스를 제공 받 을 수 있는 사용자 이동성(user mobility)
③ 사업자 영역을 이탈하는 경우에도 동일한 서비스를 받을 수 있는 서비스 이동성(service
mobility)을 지녀야 하는데 이의 실현을 위해서는 가상 홈 환경(VHE, Virtual Home
Environment)이 필요하다.
④ 듀얼, 멀티미디어 대역 무선 단말과 코어 네트워크사이의 연동이 가능하도록 하여 기존 시스템 (제2세대)와 로밍이 가능해야 한다.
- 참고문헌
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밀리미터파대 이동전파특성 연구
한국전자통신연구원 ㆍ 기무한
이동통신망의 최적채널할당 및 설계에 관한 연구
한국전자통신연구원 ㆍ 차동원
이동전파특성 측정실험 및 분석
전파연구소 ㆍ 위규진/전파연구소
동일채널간섭이 있는 셀룰라 이동통신에서 충분 수신 실패확률에 관한 연구
한양대 산업대학원 ㆍ 백종욱
차세대 이동통신용 광대역 페이딩 채널 에뮬레이터 개발
정보통신연구진흥원 ㆍ 송기홍
이동통신망의 최적채널할당 및 설계에 관한 연구
한국전자통신연구원 ㆍ 차동원
이동통신 채널에 대한 전파 산란 및 감쇠 특성에 관한 연구
홍익대 대학원 ㆍ 이정민
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부경대 산업대학원 ㆍ 곽동일
IMT-2000에서의 이동성 관리를 위한 트래픽특성 및 시스템용량 분석
정보통신연구진흥원 ㆍ 이채영
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한국정보통신대학교 ㆍ 한영남
미/일/유럽, ITU에 IMT-2000 표준화 심의 재개 촉구
정보통신연구진흥원
IMT-2000 전력증폭기용 고성능 GaN HEMT 소자 기술 개발
정보통신연구진흥원 ㆍ 정보통신정책연구원
IMT-2000 전력증폭기용 고성능 GaN HEMT 소자 기술 개발
정보통신연구진흥원 ㆍ 김효진
차세대이동통신기술(IMT-2000)발전동향분석및정책방향연구 1
정보통신연구진흥원 ㆍ 정대권
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