제 12 장 이동통신과 개인통신

1. 제 12장 이동통신과 개인통신 목 차 이동통신 이동위성통신 개인통신  이동통신의 현황, 진화, 특징 및 주요기술  차량 및 휴대전화시스템인 셀룰러시스템을 소개  차세대 개인통신인 코드리스전화와 위성이동통신시스템 소개  개인통신의 기본개념과 관련기술 및 기술동향

2. 이동통신의 개요 이동통신의 현황 및 진화  이동통신 자동차, 열차, 선박, 항공기 등의 이동체와 고정된 지점간 또는 이동체 상호간을 연결하는 통신방식  통상 HF, VHF, UHF, SHF 대의 전파 사용  주요이동통신서비스로 무선호출, 셀룰러전화, 코드리스전화, 위성이동통신, 개인통신  개인통신서비스 접근방법  셀룰러전화의 고도화를 통해 접근  코드리스전화의 발전을 통한 접근

3. 이동통신의 개요 이동통신의 현황 및 진화  개인통신서비스 접근방법 셀룰러전화의 고도화를 통해 접근  기존 아날로그셀룰러시스템을 디지털셀룰러시스템으로 전환  마이크로셀/피코셀 기술 도입으로 수요밀집 지역의 가입자 용량 증대  서비스영역 광역화 및 서비스종류 다양화  차량중심의 고출력방식 무선접속기술 개발 코드리스전화의 발전을 통한 접근  기존 코드리스전화 확장  공중교환전화망에 무선교환기능 추가  지능화돤 통신망을 이용하여 통신의 이동성 보장  보행자중심의 저출력방식 무선접속기술 개발

4. 이동통신의 개요 이동통신의 특징 및 전파전파 특성  이동통신의 특징 오직 무선만을 전송로로 사용 각종 통신기술이 결집 사용가능한 무선주파수 한정 단말기의 이동성으로 전파전파 특성이 복잡  전파전파(radio propagation) 영향 요인 경로손실 (path loss) 음영손실 (shadow loss) 다중경로감쇠 (multipath fading) <그림> 다중경로 감쇠

5. 셀룰러전화 셀룰러시스템 발전과정  셀룰러시스템 발전과정 1946년 반이중통신대화방식(일명 press-to-talk) 및 수동접속교환방식 : MTS시스템 1964년 다이얼접속, 전이중통신, 다중채널접속 : IMTS시스템 1978년 효율적 주파수사용을 위해 셀룰러방식 : AMPS시스템 1983년 AT&T에서 상용화  서비스영역(Zone) 커버 방식  광역존 방식 : MTS, IMTS 셀룰러 방식 : AMPS <그림> 광역존 방식과 셀룰러방식

6. 셀룰러전화 주요 아날로그셀룰러시스템  아날로그셀룰러방식의 공통적 특징 대부분 800MHz대 주파수 이용 주파수분할다중접속방식(FDMA) 이용 음성전송에 FM변조방식 제어신호전송에 FSK변조방식 주파수할당방법 및 각 채널특성은 국가마다 다름 <표> 주요 셀룰러시스템의 특징

7. 셀룰러전화 셀룰러시스템의 구성요소 및 구조 <그림> 셀룰러시스템의 구조  이동국 (Mobile Station, MS) 이동가입자의 단말기 기지국과 무선채널을 통해 통신 제어장치, 무선송수신장치, 안테나장치로 구성  기지국 (Base Station, BS) 이동국과 이동교환국 사이에 위치 이동국과 무선전송, 교환국과의 유선전송에 적합하도록 신호 변환 이동국의 신호강도 측정하여 이동상황 파악 제어장치, 무선송수신장치, 전원장치, 단말장치로 구성  이동전화교환국 (Mobile Switching Center, MSC) 공중교환전화망과 이동통신망간 인터페이스 역할 각 기지국에 할당된 채널 관리, 통제 요금계산, 이동국 감시, 신호처리

8. 셀룰러전화 셀룰러시스템의 기본원리  주파수 재사용 (frequency reuse) 동일한 주파수를 동시에 여러 지역에서 사용  가입자 용량 증가 <그림> 주파수 재사용  핸드오프 (Handoff, Handover) 통화중인 이동국이 현재 셀에서 다른 샐로 진입하는 경우 통화를 유지시키는 일련의 과정  통화중인 이동국 상황 지속적 감시  통화회선의 신호강도 측정, 이를 기초로 핸드오프 수행여부 결정 통신망제어 핸드오프 이동국 보조 핸드오프 이동국 제어 핸드오프

9. 셀룰러전화 셀룰러시스템의 기본원리  셀분할 (cell splitting) 가입자 수 증가하여 한 셀에서 서비스받을 수 있는 최대 가입자수를 초과할 경우 셀들을 작은 크기 셀들로 분할  동일채널간 간섭 최소화위해 기지국 송출 전력 최소화  동일채널간 간섭 최소화위해 방향성 안테나 사용 <그림> 셀분할

10. 셀룰러전화 셀룰러 엔지니어링  시그널링 (signalling) 이동국과 기지국간에 통화를 위해 제어채널을 통해 통화로를 형성하기 위한 정보를 주고받고, 음성채널을 통해 음성 및 데이터 전송을 하는 행위  데이타전송은 운용상태 감시 및 지시뿐만 아니라, 실제 데이터를 전송  동일채널간섭 (cochannel interference) 이동국 자신이 위치한 기지국으로 부터 받는 신호의 전계강도와 동일 채널을 사용하는 다른 기지국으로 부터 받는 신호의 전계강도간에 간섭  간섭정도는 변조방식에 따라 다름  대개 신호강도는 기지국으로부터 거리가 멀수록 감소  지형적 요인 등 다른 요인으로 감쇠정도 불균일  통화 가능한 동일 채널간 간섭 크기는 C/I로 표시  아날로그 방식인 FDMA방식에서는 17dB 이상이면 통화 가능  디지털 방식인 TDMA방식에서는 9.5dB 이상이면 통화 가능  실제는 해당 지역의 상세한 지형조건 등을 고려하므로 매우 복잡

11. 셀룰러전화 셀룰러 엔지니어링  다이버시티 (diversity) 다중경로감쇠의 크기가 송,수신기의 상대적 위치는 물론 전파파형의 어느 부분을 수신하는가에 따라 다르므로 이를 이용하여 서로 다른 감쇠를 갖는 신호 중 강한 신호를 수신하는 기법  공간 다이버시티의 기본개념  시스템감시 (supervision) 두가지 형태의 오디오 톤(tone)을 이용하여 통화상태를 감시  SAT(Supervisory Audio Tone)톤을 사용하여 통화 중 통화 가능성 검사  ST(Signalling Tone)톤을 사용하여 이동국의 경종(alert)상태 또는 잠겨진 상태(on-hook) 등 을 이동국이 기지국으로 알릴 때 사용

12. 셀룰러전화 셀룰러 엔지니어링  위치등록 (location registration) 각 가입자의 위치를 계속 추적하는 과정  모든 서비스지역내 동시 호출은 간단하지만 비효율적  전체서비스 영역을 몇 개의 영역으로 분할한 후, 각 가입자 정보를 위치영역 단위로 DB에 등록  착신호 연결시 해당 이동국이 위치한 위치영역내의 기지국만을 호출 위치 갱신 (location update) 위치영역이 변경될 때 데이타베이스의 위치정보를 갱신하는 절차 <그림> 위치등록 및 갱신 아날로그셀룰러시스템인 AMPS의 호 접속과정과 핸드오프 과정을 메세지흐름도로 작성하시오

13. 디지털셀룰러시스템 디지털셀룰러시스템의 특징 <표> 아날로그와 디지털시스템간 비교 (1) 시스템용량의 증대 TDMA 아날로그방식의 약 3.9(=3 x 1.3) 배 음성부호화를 위한 절반전송률 코덱의 개발로 아날로그방식의 약 7배 주파수 이용률은 아날로그방식의 3배 정도  채널당 대역폭은 아날로그방식의 1/3정도 공간 이용률은 아날로그방식의 7/4(1.3)배  공간 이용률의 척도는 주파수 재사용패턴  아날로그방식은 7셀 재사용 패턴  디지털방식은 우수한 오류복구능력으로 4셀 재사용패턴

14. 디지털셀룰러시스템 디지털셀룰러시스템의 특징 CDMA 아날로그방식의 약 16(=7 x 2.3)배 주파수 이용률은 아날로그방식의 2.3 (30/12.8)배 정도  1.25 MHz 반송파로 최대 98명 통화 가능하므로 한 가입자당 주파수대역은 12.8KHz 공간 이용률은 아날로그방식의 7배  모든 셀에서 동일한 반송파 사용 가능 (2) 통화품질 향상 수신전력이 일정수준 이상이면 거의 균일한 음성품질 유지 (아날로그방식의 경우 거리가 멀어질수록 통화품질 저하) 암호화 및 인증으로 보안성 강화 ISDN서비스 이용 손쉬움 (별도의 장비 불필요) 고속 데이타전송 가능

15. 디지털셀룰러시스템 디지털셀룰러시스템의 특징 (3) 소형, 경량화 기지국에 많은 송수신기 불필요 (아날로그방식의 경우 기지국에 많은 송수신기 필요) VLSI칩 사용으로 전력, 장비의 크기, 무게 최소화 가능 음성코덱 등의 추가로 회로규모 증가하나 필요할 때만 간헐적으로 송수신하여 전력 줄임

16. 디지털셀룰러시스템 디지털셀룰러시스템의 표준화동향 (1) 무선다중접속기술 무선자원을 여러 가입자가 공유하는 기술 FDMA (Frequency Division Multiple Access) 시간축에 따라 여러 개의 반송주파수로 분할하여 하나의 주파수를 통화 가능한 채널에 대응 TDMA (Time Division Multiple Access) 반송주파수를 시간축에 따라 여러 개의 타임슬롯으로 분할하고 하나의 타임슬롯을 통화 가능한 채널에 대응 CDMA (Code Division Multiple Access) 모든 가입자가 반송파를 공유하고, 각 가입자에 주어진 고유한 코드로 각 가입자의 신호를 구별 <그림> 다중접속기술

17. 디지털셀룰러시스템 디지털셀룰러시스템의 표준화동향 (2) 표준화동향 지역적 특성과 자국시장보호 등의 문제로 국가마다 다양 FDMA  450MHz와 900MHz 주파수대역에서 국가마다 서로 다른 방식 사용 TDMA  범유럽 표준안 완성(1987년) : GSM(Global System for Mobile) 명칭  미국 IS-54 표준안 완성(1989년)  일본 JDC(Japanese Digital Cellular) (1991년) CDMA  미국 퀄컴사 IS-95 표준안 완성(1993년)  IS-95는 아날로그시스템과 동일한 주파수대역 사용하여 아날로그가입자를 동시에 지원  한국은 IS-95를 채택하여 1994년 시험시스템 개발하고, 1996년 상용서비스개시

18. 디지털셀룰러시스템 TDMA 시스템 무선링크구조 반송파를 일정 시간의 프레임으로 나누고, 다시 프레임을 여러 개의 타임슬롯으로 나눔 <그림> TDMA 무선링크 프레임 구조  반송파의 주파수대역과 반송파당 채널수로 특징 지워짐  하나의 타임슬롯은 하나의 통화채널에 해당  반송파의 주파수대역이 좁고, 반송파당 타임슬롯의 수가 많을수록 시스템 용량 증가  다중경로지연으로 심볼간 간섭이 발생하여 반송파로 전송가능한 타임슬롯의 수 제한  대개 하나의 타임슬롯은 동기비트, 제어신호비트, 통화정보비트, 슬롯구별비트로 구성 <표> 대표적 TDMA 디지털시스템의 무선링크 특성

19. 디지털셀룰러시스템 TDMA 시스템의 무선링크 특성 GSM 순방향채널과 역방향채널에 서로 다른 주파수대역 할당 (FDD: Frequency Division Duplex) 200kHz 주파수대역을 갖는 반송파 프레임을 8개의 타임슬롯으로 구분 하나의 멀티프레임은 26개 프레임으로 구성 26개 프레임 중 24개는 음성정보의 전송으로, 2개는 시스템제어정보의 전송으로 사용 하나의 타임슬롯은 아래와 같이 구성  사용자정보  다른 정보와 사용자정보를 구별하는 플래그  심벌간 간섭과 공명을 극복하기 위한 트레이닝 시퀀스  타임슬롯의 시작과 끝을 알리는 꼬리비트  다른 단말기로부터 도달한 신호와 겹치는 것을 방지하기 위한 가드비트 <그림> TDMA 시스템의 프레임 및 타임슬롯 구조

20. 디지털셀룰러시스템 TDMA 시스템의 무선링크 특성 IS-54 순방향채널과 역방향채널에 서로 다른 주파수대역 할당 (FDD: Frequency Division Duplex) 30kHz 주파수대역을 갖는 반송파 프레임을 3개(혹은 6개)의 타임슬롯으로 구분 하나의 타임슬롯은 아래와 같이 구성  사용자정보  시스템제어정보  동일한 채널을 사용하고 있는 사용자간을 구별하기 위한 검증코드 (AMPS의 SAT와 유사) 가드비트  예비비트 <표> 대표적 TDMA 디지털시스템의 무선링크 특성 <그림> TDMA 시스템의 프레임 및 타임슬롯 구조 JDC IS-54와 유사

21. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템 개요 및 특징 군용의대역확산방식을 상용 이동통신에 적용 대역확산(spread spectrum) : 신호를 그 신호의 주파수대역보다 훨씬 넓은 대역으로 확산 전송 다수의 가입자가 시간과 주파수 공유 각 신호 구분을 위해 상관관계가 적은 코드 시퀀스 할당 대역확산방식 주파수도약(Frequency Hopping, FH) 변조신호의 반송주파수를 전송기간 중 일정 시간단위로 변화하여 전송신호의 주파수대역을 확산하고, 기지국과 단말기는 서로 약속된 도약시퀀스를 사용하여 신호 추출하는 방식 <그림> 주파수도약 직접확산방식(Direct Sequence, DS) 원래의 기저대역 신호를 매우 넓은 기저대역 디지털신호로 변조하여 확산하고, 기지국과 단말기는 서로 약속된 코드를 사용하여 신호 추출하는 방식 <그림> 직접확산방식

22. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 채널특성 채널특성 1) 순방향링크 (기지국 -> 이동국) 파일롯채널(1), 동기채널(1), 호출채널(최대 7), 통화채널(최대 61)로 총 64개 채널로 구성 각 채널은 서로 직교(orthogonal)성질을 갖는 64개의 Walsh code로 구분 파일롯채널 : 기지국이 자신의 존재를 알리기 위한 채널 광대역 CDMA는 에러율 개선 위해 역방향에도 파일롯채널 이용 호출채널 : 기지국이 이동국을 호출할 때 혹은 통화전에 현재 사용중인 채널번호나 인접한 기지국 정보 등의 시스템 관련 정보 전달 위해 사용 통화채널 : 실제 음성통화를 위한 채널

23. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 채널특성 채널특성 2) 역방향링크 (기지국 <- 이동국) 다수의 접속채널(access channel)과 통화채널로 구성 각 채널은 가입자번호로부터 생성되는 long code(Pseudo Noise code)로 구분 접속채널 : 통화가 성립되기 전 이동국에서 기지국으로 전달되는 모든 신호 전송 이동국이 기지국 호출하거나 기지국의 페이징에 대한 응답을 위해 사용 통화채널 : 실제 음성통화를 위한 채널

24. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 무선링크구조 무선링크 구조 음성신호는 QCELP(Qualcomm Code Excited Liner Predictive) 음성부호화 기법 사용 QCELP : 음성활성상태에 따라 1.2, 2.4, 4.8, 9.6kbps 중에서 선택하여 부호화 부호화된 음성신호는 전송의 신뢰성을 높이기 위해 길쌈부호화기(convolutional code), 반복(repeating) 및 블록 인터리빙(block interleaving) 처리 1.2288 Mbps의 PN code와 곱해져 고속의 디지털신호로 확산 확산된 신호는 순방향에서는 QPSK, 역방향에서는 OQPSK(Offset QPSK)방식으로 변조 <그림> 순방향 및 역방향링크의 무선구조

25. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 사용코드 코드의 종류 및 역할 Walsh code : 순방향에서는 각 채널을 구분하기 위해 사용, 역방향에서는 변조과정에서 전송의 신뢰성 높이기 위해 사용 - 64비트 길이, 총 64개 short code : 이동국이 어느 기지국과 통화하고 있는지를 구분하기 위해 사용 - 26.67ms 순환주기, 215길이의 비트블럭으로 구성 - 각 기지국마다 short code의 시작위치를 달리하여 기지국을 구분 - short code를 64비트 단위의 512개 블록으로 나누고, - 각 블록에 0~511까지 위상옵셋 번호를 붙이고, 이를 각 기지국에 할당 <그림> 위상 옵셋 long code : 역방향에서는 기지국에서 수신하는 신호를 가입자단위로 구분하기 위해 사용하고, 순방향에서는 암호화를 위해 사용 - 41.4일의 순환주기, 242-1비트길이 - 각 가입자에 고유하게 할당된 42비트의 가입자번호 마스크에 의해 지연 생성

26. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템 전력제어 송신전력을 무선환경의 변동에 따라 적절히 제어 순방향전력제어 이동국이 음성프레임오류율 등의 통화품질을 측정하여 보낸 정보를 토대로 기지국이 송신전력을 조절 역방향전력제어 기지국이 동일한 세기로 수신할 수 있도록 이동국의 송신전력을 제어 폐쇄루프 역방향전력제어 : 기지국이 수신한 역방향링크의 품질에 따라 기지국에서 이동국의 송신전력을 조절하도록 이동국에 명령 개방루프 역방향전력제어 : 이동국이 기지국으로부터 수신한 전력을 측정하고 그 크기에 반비례 하여 송신전력을 조절

27. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 용량 시스템용량 간섭에 의해서만 제한되므로 간섭을 줄이면 용량 증가 간섭 최소화 방법 음성신호의 부하율에 따른 전송속도 제어 다중빔 혹은 다중섹터 사용 이론적시스템용량 음성신호의 부하율, 기지국의 섹터화, 완벽한 전력제어의 가정하에 1.25MHz대역으로 98개 채널 사용 가능 Eb/No = (S x Tb) /No = (S/R) /No = ( S / R ) x (W / N) =(W/R) x (C/I) N = No x W에서 1/No = W/N

28. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 용량 이론적시스템용량 Eb : 1 비트를 전송하는데 소요되는 시간동안의 에너지 양 No : Hz당 잡음에너지 N : 전체신호의 잡음 S(혹은 C) : 전체 신호전력 W : 대역폭 R : 전송율 I : 간섭에너지 Eb/No = (S x Tb) /No = (S/R) /No = ( S / R ) x (W / N) =(W/R) x (C/I) --(1) N = No x W에서 1/No = W/N Eb/No = =(W/R) x (C/I) -----(1) 셀에 N명의 가입자가 통화중이고 완전한 전력제어를 가정하면 C/I  1/N

29. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 용량 (계속) 셀에 N명의 가입자가 통화중이고 완전한 전력제어를 가정하면 C/I  1/N이 되고 가변속도부호화, 타셀로부터의 간섭 및 섹터화에 따른 간섭의 변동을 고려하면 C/I  1/N  1/d  1/(1+F)  1/G -----(2) d : 통화중 실제로 말을 하는 시간비율 가변속도부호화에 따라 간섭은 d배로 줄어듬 F : 다른 셀에서 오는 간섭의 양 G : 섹터화에 따른 간섭 퀄컴사의 제시에 따라 W = 1.25MHz, R=9,600bps, 1/N =Eb/No = 7dB, d=0.4, F=0.67 G=0.4이므로 따라서 N  98

30. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템 핸드오프(handoff) 통화중에 다른 셀로 이동할 경우에도 통화를 유지시켜주는 것 하드 핸드오프 (hard handoff) 먼저 사용중인 통화채널을 끊고 새로운 채널에 동조하여 통화를 재개 소프트 핸드오프 (soft handoff) 이동국이 현 기지국의 서비스권역을 벗어나 인접기지국의 서비스권역으로 진입할 때, 이동국이 인접한 여러 기지국과 동시에 송수신하는 방식  모든 기지국에서 동일주파수를 재사용할 수 있는 CDMA특성 이용  수신신호중 수신전력이 센 신호를 선택하여 복조  기지국간의 핸드오프 <그림> 소프트핸드오프 소프터 핸드오프 (softer handoff) 동일한 기지국내의 섹터간의 핸드오프  동일 기지국내의 다른 섹터에서 수신한 신호를 기지국에서 비교 선택

31. 디지털셀룰러시스템 CDMA 시스템의 장단점 장점 통화품질 우수 가입자 용량이 큼 주파수계획 비용 절감 단점 부정확한 전력제어 및 음성활동상태 감지의 경우 통화품질 손상 기지국마다 반송파가 다를 경우 핸드오프 과정에서 동기를 맞추기 어려움

32. 코드리스전화 코드리스전화 (CT : Cordless Telephone) 개념: 저출력, 소형 단말기로 보행 또는 저속 이동중인 가입자에게 음성통화서비스 제공 CT1 기존의 가정용 아날로그방식의 무선전화기로서 전화기 코드대신 무선 주파수채널을 사용하여 일정 범위내에서 이동하면서 통화  사용범위가 제한  인근 사용자와 간섭, 혼신으로 통화품질 저하, 보안성 취약 CT2 CT1의 단점을 보완하기 위해 디지털방식을 도입하여 통화품질 및 보안문제 해결  사용범위를 옥외로 확대 - 일명 텔레포인트 서비스  국내 한국통신의 시티폰서비스와 유사  기지국 반경을 작게하여 소형, 배터리수명 단축 효과  사용주파수는 910 ~ 914MHz 대역 사용  착신서비스 및 기지국간 핸드오프 불가능 <그림> 텔레포인트 시스템 구성

33. 코드리스전화 코드리스전화 (CT : Cordless Telephone) CT2+ CT2의 단점을 보완하여 착신 및 핸드오프서비스 가능  944 ~ 952MHz 대역 사용  무선접속방식은 CT2와 거의 유사  CT2와는 달리 40개 채널 중 4개 채널을 전용 제어채널로 사용  착신 및 핸드오프서비스를 제공하기 위해 망제어부가 위치 정보를 저장하는 데이타베이스 보유

34. 코드리스전화 코드리스전화 (CT : Cordless Telephone) DECT (Digital European Cordless Telecommunication) 사용자밀도가 높고, 좋은 통화품질과 보안성이 요구되는 사무실환경의 응용에 초점을 둔 서비스를 목표로하는 범유럽 디지털코드리스시스템 표준안  가정용, 업무용, 공중용 텔레포인트 뿐만아니라 무선 LAN 응용분야까지 지원  PSTN이나 ISDN에 연결되어 음성 뿐만 아니라 데이타서비스도 제공  착심서비스, 핸드오프, 로밍도 가능 PHS (Personal Handy phone System) 셀룰러전화와 CT의 장점을 고루 갖추어 셀루러처럼 자유롭게 시용하며 요금이 저렴한 서비스  가정이나 사무실에서는 디지털 무선전화기로, 거리에서는 휴대전화로 사용  망과 기지국간에 ISDN인터페이스 채택하여 다양한 유형의 신호전송,고신뢰도 및 투명성 제공  무선인터페이스도 ISDN인터페이스와 호환성 가져 ISDN서비스 지원  DECT처럼 동적채널할당 방식

35. 코드리스전화 시스템의 주요 제원 1) CT2 FDMA 다중접속방식 TDD이중화 기법 2msec의 프레임은 두개의 타임슬롯을 포함 슬롯은 64비트 사용자정보, 4비트의 제어정보, 8비트의 가드타임 포함하여 총 144비트 <표> CT2 / DECT / PHS의 주요제원 <그림> CT2 타임슬롯 및 프레임구조 2) DECT TDMA 다중접속방식 TDD이중화 기법 10msec의 프레임은 24개의 타임슬롯으로 구성 슬롯은 320비트 사용자정보, 64비트의 제어정보를 포함하여 총 480비트

36. 코드리스전화 시스템의 주요 제원 3) PHS 타임슬롯과 프레임은 DECT와 유사 TDMA 다중접속방식 TDD이중화 기법 5msec의 프레임은 각 방향 4개 총 8개의 타임슬롯으로 구성 슬롯은 240비트

37. 주파수공용통신 주파수공용통신(Trunked Radio System) 개념: 무선중계국에 할당된 복수의 무선채널을 다수의 가입자가 공동으로 사용하는 방식 무선채널을 가입자에게 항상 할당하지 않고 통화시에만 할당했다가 통화가 종료되면 다른 가입자가 사용하는 방식  목적 :주파수 이용률 및 가입자용량 향상 구조 : 하나의 중계국(중앙제어국)과 다수의 가입자군으로 구성되며, 가입자군은 지령국(기지국)과 다수의 이동국(이동단말기)로 구성 중계국 모든 가입자군이 공동으로 이용하는 주파수공용 중계장치 지령국 각 가입자군의 이동국을 제어 이동국 가입자단말 <그림> 주파수공용통신 시스템의 구성

38. 주파수공용통신 특징 산업용 이동통신서비스  채널당 사용자수 극대화 위해 통화시간 제한 반이중 통신방식(Push-to-Talk) 셀룰러시스템의 채널이용 방식과 유사 지령통신 위주 독자적인 소규모 이용자 그룹의 경우 셀룰러전화에 비해 저렴 일제통화, 그룹통화, 개별통화, 긴급통화 등 다양한 통신가능 특수서비스 가능 (동적 재구성, 통화 우선권 부여 ) 셀룰러전화에 비해 사용료 저렴

39. 주파수공용통신 시스템 접속제어방식 요구사항: 버튼을 누른 후 즉시 통화가 이루어져야 함 1)제어신호처리방식  전용제어채널방식 중계국이 보유한 여러 채널 중 한 개의 채널을 제어채널로 지정  슬롯형 ALOHA방식 무선접속프로토콜 사용  대개 다수채널시스템인 경우 사용 분산제어방식 별도의 제어신호용 채널을 두지 않고, 전체채널을 음성통화와 제어신호용으로 혼용  순수 ALOHA 방식 무선접속프로토콜 사용  대개 다수채널시스템인 경우 사용

40. 주파수공용통신 시스템 접속제어방식 2)호접속절차  사용자단말의 전원을 켠다  제어채널 포착한다  자신의 고유식별번호를 중계국으로 송신하여 자신을 시스템에 알린다  상대그룹 또는 단말기를 선택한 후 버튼을 눌러 중계국으로 송신한다  중계국은 유휴통화채널을 선택하고, 그 채널정보를 발착신 단말에 보낸다  해당 단말은 지정된 통화채널에 동조하고 사용자에게 통화 가능함을 경보한다  송수신자간 통화한다

41. 주파수공용통신 시스템 접속제어방식 3)트렁킹(trunking)방식 호 요구 단말기가 버튼을 떼고 송신을 종료한 후 상대 단말기로부터의 응답을 기다릴 때 까지의 절차  통화트렁킹 방식 버튼을 떼더라도 다음 통화에 대한 기대로 수초 동안 채널을 점유한 상태로 대기  수초 동안 상대 단말기로부터 송신이 없으면 통화채널을 복귀  짧은 상호교신이 연속 반복되는 경우 유리 송신트렁킹 방식 버튼을 떼면 중계국이 즉시 채널을 회수하여 복귀  매번 버튼을 누를때마다 호접속절차를 반복하여 통화채널 할당  기존통화에 우선순위 부여  짧은 지시위주의 통화시 유리  통화중 주파수채널 변경으로 통신보안성 증대  최근에는 1초 이하의 대기시간을 도입한 준송신트렁킹 방식 주로 사용

42. 주파수공용통신 디지털 TRS시스템 기존 아날로그방식 TRS 문제점 가입자 수용능력 한계 주파수채널 이용 효율 저하 디지털 TRS 기술동향 TDMA 무선접속프로토콜 사용 유럽의 경우 TRS시스템을 연결한 유럽횡단 주파수공용통신 시스템 사용 중 국내의 경우 1996년 북미 지오텍사의 FHMA(Frequency Hopping Multiple Access)방식 선정

43. 무선호출 시스템 개요 및 구조 개념 공중통신망과 무선호출시스템을 이용하여 가입자를 호출하거나 데이타전송서비스를 제공하는 단방향 무선통신서비스  1980년 ITU-R표준으로 POCSAG(Post Office Code Standardization Advisory Group) 방식이 전세계적으로 사용  국내 역시 1990년 부터 POCSAG 방식 통일하여 사용 <그림> 무선호출시스템의 구성 호출절차  일반전화로 무선호출번호를 다이얼링  시내교환기를 경유해 무선호출 중앙기지국에 연결  버튼을 눌러 숫자와 기호를 송출  중앙기지국은 주변기지국에 호출번호를 송출  주변기지국은 호출음과 메시지를 전송코드로 변환하여 호출번호와 함께 송출  호출기는 수신된 코드를 재변환하여 자신의 번호와 일치한 경우 경보음과 수신메세지 표시

44. 무선호출 전송프로토콜 - POCSAG 전송코드는 전치비트(preamble)와 연속되는 뱃치(batch)로 구성 <그림> POCSAG코드의 구성 호출기의 고유식별비트는 21비트로 구성 18비트는 호출기 식별을 위한 어드레스 코드단어, 나머지 3비트는 호출기가 속한 그룹을 의미 메세지코드단어는 메시지가 길 경우 연속적인 메세지코드단어 혹은 한 개 이상의 뱃치 점유 메세지종료는 다음의 어드레스코드단어나 유휴코드단어로 구분 연속적인 메세지코드단어에 의해 점유된 어드레스코드단어는 다음 뱃치로 지연 어드레스코드단어나 메세지코드단어가 없을 때는 유휴코드 단어가 전송

45. 무선호출 무선호출 고속프로토콜 문자전송은 기존 숫자전송에 비해 다량의 데이터 전송 요구되므로 고속 프로토콜 필요 가입자증가에 따른 용량 증가를 위해 고속 프로토콜 필요 POCSAG방식에 비해 기존 채널로 4배 이상의 가입자 수용 유럽 ETSI의 ERMES(European Radio Message System) 모토롤라사의 FLEX, 필립스사의 APOC(Advanced Paging Operators Code) 기존 POCSAG방식과 달리 동기식 구조 사용하므로 기존 POCSAG의 전치비트 절약 자신이 수신할 정보가 존재할 수 있는 시간에만 동작하므로 배터리 절약 국내의 경우 1996년 FLEX를 고속무선호출서비스 표준으로 채택

46. 이동위성통신 위성통신의 개념 및 특징 위성통신 통신위성을 중계국으로 한 지구국간의 통신방식 초기: 높은 가격 주로 대륙간 국제전화, TV중계에 이용 현재: 낮은 가격  대륙간 국제전화, TV중계 이외에 TV방송, 데이타전송, 팩시밀리전송, 영상회의, 전용회선에 이용  저궤도 위성기술 발전으로 위성을 이용한 글로벌 개인통신서비스 가능 위성통신의 특징  장점 : 광역성, 이동성, 동보성, 다원접속성, 내재해성 단점 : 전송지연, 고출력 전송으로 대규모 지구국, 동보성으로 보안성 취약

47. 이동위성통신 위성통신의 분류 위성통신서비스의 일반적 분류  고정위성서비스 지구표면의 고정된 지점간에 통신  현재 Intelsat을 비롯한 대부분의 위성통신서비스  이동위성서비스 고정지구국과 이동체간 또는 이동체와 이동체간 신호교환에 위성을 이용  광범위한 통신영역, 짧은 접속시간, 기존통신망과의 용이한 접속, 높은 신뢰성, 거리에 무관  이동체의 형태에 따라 항공이동위성, 해상이동위성, 육상이동위성서비스로 분류  직접방송서비스 위성을 이용하여 가정에 TV 프로그램을 직접 방송  최근 디지털전송기술과 압축기술 발달로 많은 채널과 고해상도 제공  국내의 경우 약 20개 수신채널

48. 이동위성통신 위성통신의 분류 위성의 움직임에 따른 위성통신시스템의 분류  정지위성통신시스템 약 36,000km 궤도상에서 지구의 자전속도와 동일한 운행속도를 유지하여 지구상에서 볼때 마치 정지한 것처럼 보이는 정지궤도상의 위성을 이용하는 시스템  적도상공에 위치  3개 위성으로 지구 전체 커버  국제위성기구(Intelsat, Inmarsat)나 자국위성(무궁화위성) 비정지위성통신시스템 정지궤도 이외의 궤도를 주회하는 위성을 이용하는 시스템  정지위성에 비해 다양한 통신서비스 제공  1990년 모토롤라사의 Iridium계획 발표 이후 많은 시스템 제안  위성궤도의 높이에 따라 저궤도, 중궤도, 장타원궤도로 구분

49. 이동위성통신 위성통신의 분류 제궤도(Low Earth Orbit, LEO)위성통신시스템의 분류  소형 저궤도위성통신시스템 1GHz 이하의 주파수대와 상대적으로 작고 가벼운 소형 위성을 사용하는 시스템  주로 메세지전송, 위치정보서비스, 데이타수집 등의 비음성서비스 제공  현재 미국과 유럽에서 많이 제안되어 일부 서비스  대형 저궤도위성통신시스템 1GHz 이상의 주파수대와 대형 위성을 사용하는 시스템  비음성서비스 이외에 음성서비스 제공 <그림> 위성궤도의 구분

50. 이동위성통신 이동위성통신의 배경과 원리 배경  정지궤도위성으로 서비스 개시  기술의 발전으로 상업용(항공이동통신,육상이동통신)분야로 확대  대부분 비정지궤도위성 이용 장단점  정지궤도위성  높은 전송지연 -> 실시간전송 치명적  고출력  단말장비 무거움  비정지궤도위성  이동국과 위성국간 전파손실 적음  저출력  셀룰러망과 공중통신망과 연계 용이