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Data Communication Summary Project/Chapter3


1. Cellular Networks


1.1. Cells

  • 하나의 기지국이 커버할수 있는 영역
  • Microcells : Cells을 다시 나눔
  • Picocells : 9장에서 자세히 설명. 빌딩 내부에서 공용 네트워크 + 사설 기지국을 사용

1.1.1. Handoff(Handover)

  • roaming : 원래는 셀 사이를 이동하는 것. 현재는 나라나 회사간 같은 큰 영역 사이를 이동할 때로 쓰인다.
  • soft handoff : 끊기전에 다음 셀로 연결 설정. 연결 성공한 다음 끊음. 쉽지 않다.
  • hard handoff : 끊었다가 연결함. 당연히 좀 안좋겠지. 경계에 있을 때는 상황이 좀 많이 안좋아진다.
  • no handoff : 상규말로는 그냥 끊어버리는 거래는데..
    DeleteMe) 근데 아닌거 같다. 그냥 끊었다가 재빨리 다시 연결하는 거 같다. 그럼 hard handoff랑 차이가 무엇일까? 그건 나도 잘 모르겠다. 아는 사람 좀 써줘.

  • 1.1.2. Band Frequency and Cell Size

  • 고주파는 방해를 많이 받는다. 멀리 못간다. 그래서 작은 크기의 셀과, 더 많은 기지국이 필요하다. 당연히 설치비가 비싸게 나오겠지. 하지만 엄청난 집적도를 보여준다.

  • 1.2. Two-Way Communication

    • FDD : paired spectrum이라고도 불리운다. 일반적으로 downlink가 uplink보다 높은 주파수를 쓴다. 비대칭
    • TDD : 하나의 채널을 교대해가면서 쓴다. 동적 할당히 가능하다.

    1.3. Multiplexing


    1.3.1. FDMA

    • 하나의 채널은 특정한 주파수를 사용한다. ex)TV
    • 주파수가 너무 붙어 있으면 간섭이 일어나므로 gap을 둬야 한다. => spectrum waste
    • AMPS : 유일한 아날로그 셀룰러 네트워크이다. 인접셀에서 간섭 발생
      MoreComment)

    1.3.2. SDMA

  • 방향성 있는 전파 전송 ex) 위성 시스템
  • 많은 다른 영역들을 커버하기 위해 똑같은 주파수대를 재활용한다.
  • 발전형 : 스마트 안테나(장비기기로 직접 보냄)

  • 1.3.3. TDMA

  • GSM, D-AMPS, PDC등이 사용
  • 시간을 쪼개서 쓰는 것이다.
  • 확장성 좋고, 대역폭 낭비를 줄일수가 있으며, 동적 할당의 가능성을 제공해준다.
  • 하지만 시간을 나눠쓰기에, 양 기기 사이에 동기화가 필요하며, 자신이 안 쓰는 동안에는 기다려야 하므로 신호 딜레이가 생긴다. 따라서 셀 크기를 제한할수 밖에 없다.

  • 1.4. Spread Spectrum and CDMA

    • 대부분의 모바일 시스템의 근가이 된다. ex)W-LAN, Bluetooth, 3G
    • 원래는 군사적 목적으로 쓰였다.
    • 같은 주파수, 같은 시간대를 사용한다. 그러면 어떻게 신호를 구별하는가?

    1.4.1. Frequency Hopping(FHSS)

  • 랜덤한 패턴처럼 보이게(실제로는 랜덤 아니다.) 졸라 빨리 채널을 계속 바꾼다. 졸라 빨리 바꾸므로 넓게 보면 스펙트럼을 퍼뜨리는 효과를 볼수 있다. Bluetooth, HomeRF, 802.11에서 쓰인다.

  • 1.4.2. Direct Sequence(DSSS)

  • 넓은 영역의 주파수대로 한번에 보낸다. 구별을 위해서는 코딩을 한다. 자신의 코드가 아닌 부분은 노이즈로 들리게 된다.
  • n개의 임의 비트와 XOR 연산
  • Orthogonal Code를 쓴다.(ex) Walsh Code - 64bit
  • Spectral Efficiency
  • 같은 밴드를 쓰기 때문에 soft handoff가 자연스럽다. 정확한 위치 포착이 가능하다.
  • 넓은 밴드를 쓰므로 비싸다. 또한 64배로 불리기 때문에 파워도 많이 든다.

  • 1.4.3. Ultra Wideband(UWB)

  • 익스트림한 DSSS이다. 말그대로 졸라 넓은 밴드로 보내는 거다.
  • 너무 넓어서 간섭이 일어날 수가 있다. 간단한 장비에, 복잡한 코드가 필요없지만서도 아직 개발중이라한다.

  • 1.4.4. Orthogonal FDM(OFDM)

    • OFDM은 유럽, 일본 및 호주의 디지털 TV 표준으로 채택될 것으로 기대되는 변조 기술이다. 이것은 1990년 초에 무선 LAN 기술로서 처음 장려되었다. OFDM의 대역확산 기술은, 정확한 주파수에서 일정 간격 떨어져있는 많은 수의 반송파에 데이터를 분산시킨다. 바로 이 간격이, 복조기가 자기 자신의 것이 아닌 다른 주파수를 참조하는 것을 방지하는 기술 내에서 "직교성"을 제공한다.



    1.5. Location Tracking

    • 핸드폰 사용자 위치를 알면 좋겠지. 뭐 도둑 잡을때나 긴급 사고 같은데서도 요긴하게 쓰일수 있을테니
    • Triangulation : 두 곳 이상의 알려진 위치(기지국 같은..)로부터 거리 잰다음 교차하는 부분에 있을것이다.
      MoreComment)

    1.5.1. GPS Phones

  • 미국(싫다)의 공군에 의해 운영되는 24개의 인공위성을 이용한다. 3개의 위치를 찾을 위성과, 1개의 시간 정보를 가지고 있는 위성을 이용한다. 이 정보들을 이용해서 위치를 찾아낸다. 오차율은 5m
  • Assisted GPS : 기지국이 시간이랑 위치를 방송한다. 고로 밧데리 시간을 늘릴수 있고, 셋업 시간을 줄일 수 있다. 더 정확할지도?

  • 1.6. Audio Coding

    MoreComment)

    1.7. Summary(각 챕터 뒷부분에 있는)

    • 셀은 하나의 기지국이 커버할 수 있는 영역이다. 무선 오퍼레이터들은 오버래핑되어 있는 많은 셀을 이용해서 넓은 영역을 커버할 수 있다.
    • 셀 크기는 주파수와 셀 안에 있는 고객의 수에 의존한다. 높은 주파수는 더 작은 셀을 필요로 한다.
    • 모든 셀룰러 네트워크는 기지국으로 가는 업링크와 전화기로 가는 다운링크를 위해 분리된 주파수를 사용한다.
    • 간단한 아날로그 네트워크는 FDMA(각각의 대화에 고유의 주파수 영역을 줌)를 사용한다.
    • 디지털 네트워크는 TDMA나 CDMA를 사용한다. 즉, 각각의 대화 채널에 타임 슬롯이나 코드를 할당함으로써, 주파수 영역을 공유한다.
    • 디지털 네트워크에서는, 말은 코덱이라 불리우는 소프트웨어를 사용해 비트들로 바꿔야 한다. 어떠한 코덱이든, 대역폭과 음질에 협상이 있다.(두마리 다 잡을수는 없다.) 셀룰러 네트워크는 5kbps~13kbps 사이의 코덱을 전형적으로 사용한다.

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    last modified 2021-02-07 05:23:05
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