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Data Communication Summary Project/Chapter5


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1. 3G Standards

  • 맨 처음엔 최소 ISDN급의 성능 - 144 kbps - 을 모두에게 제공 할수 있게 제안(2.5G에서도 가능하긴 했지만 최적의 환경에서만 가능했음)
  • extra spectrum과 새로운 modulation techniques으로써 가능. CDMA 선호(증가된 스펙트럼의 효율성과 자연스러운 handoff 메카니즘)
  • 두개의 표준 - federal standards
    • GSM과 호환을 이루는 CDMA - 유럽, 일본
    • CDMA2000 - 미국
  • Global roaming - 특별한 multimode phone에서만 가능

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1.1. IMT-2000(ITU)

  • 3G : ITU에서 제안
  • 2000의 세가지 의미(다음것을 목표로 하자)
    • 2000년도
    • 2000kbps의 data rates
    • 2000Mhz 대역의 주파수
  • 역시나 표준화는 어렵다.

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1.1.1. 3G defined

  • Data rates
    • 144kbps - 최소
    • 384kbps - TV 화질
    • 2Mbps - 건물 내에서 충족해야 하는 정도
  • 인터넷의 중요성을 느낀 후, Packet Switching Backbone에 기초한 인터넷 프로토콜을 제공하기로 요구사항 추가

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    1.1.2. Service Requirements

  • 3G는 인터넷, 전화기, 방송 미디어를 하나의 장치로 짬뽕시키는 것을 목표로 하고 있다.
  • 따라서 6가지의 service의 broad class 디자인 만듬
    • Voice(서킷) : 고정 전화기 수준의 음질. 소리 나는 메일, Conference Calling
    • Messaging(패킷) : e-mail과 합쳐진, Extension of paging(뭘까)->(뭐긴 삐삐가 이메일도 가능하다는거지.ㅋㅋ). 지불과 전자 티켓팅
    • Switched Data(서킷) : 팩스 + dial-up 접근 포함.
    • Medium Multimedia(패킷) : 가장 대중적인 3G 서비스.
    • High Multimedia(패킷) : 화질 좋은 비디오나, CD음질의 오디오. 온라인 쇼핑 - 4G로 미루어짐
    • Interactive(서킷) High Multimedia
  • 서킷은 버츄얼 서킷으로 한다.

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    1.1.3. Spectrum Requirements

  • 3G 서비스를 전세계가 같은 주파수대(쉬운 global roaming을 위해)를 할당하고자 했으나 뻑났다.
  • 인공위성에 투자하고 있는 스펙트럼만이 가능함.
  • Extra Spectrum 필요성 제안.

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    1.1.4. Compatibility

  • 하나의 표준을 하면 좋겠지만 불가능한게, 이미 크게 두가지 타입의 CDMA가 있고, TDMA도 있다. 기존의 시스템과 호환을 이루는게 중요하다.
    • Direct Upgrades : 이미 존재하고 있는 셀크기와, 채널 구조를 지키면서, 패킷 스위칭과 더 나은 모듈레이션을 추가한다. 대부분의 2G는 TDMA이기에 direct upgrades는 2.5G로 간주된다.
    • Roaming : operation의 multiple modes - 각기 다른 3G System.
    • Handover : 커버하는 영역 밖으로 벗어날시에 사용자에게 2G 네트워크로 handover한다.
  • 모든것을 지원할수는 없다.

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    1.2. W-CDMA(Wideband CDMA)

    • GSM으로의 handover가 가능하게 할라고 디자인되어지고 있었는데, GSM에서 W-CDMA로의 업글은 할수없음
    • 5Mhz의 채널 대역폭 사용
    • cdmaOne과의 차이점 : 시간 동기화가 필요없다. GPS 필요없다. 마이크로셀 사용. negative feedback에 기초한, 보다 쉬운 파워 컨트롤 메카니즘 사용
    • Gold codes라 불리우는, 약간 다른 코딩 테크닉 사용. QPSK
    • TDMA에 비해 soft handover가 가능하지만, GSM으로의 업글은 여전히 힘들다.(GSM은 soft handover를 지원하지 않음)
    • QPSK를 사용하는 W-CDMA는 4Mbps를 이룰수 없다. 가능할라면 하나의 셀에 한명의 사용자가 있어야 하고 채널에 간섭이 없어야 한다. 아주 잘나올때, 마이크로셀 내부에서 2Mbps, 외부에서 384kbps 가능하다.
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    1.2.1. TD-CDMA(Time Division W-CDMA)

  • 멀티플렉싱은 CDMA. 듀플렉싱은 TDMA(업링크와 다운링크간에 채널 공유를 위해) - 스펙트럼 사용에 있어 가장 좋은 효율을 냄.

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    1.2.2. UMTS and FOMA

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    1.2.2.1. UMTS

    • 유럽 표준
    • 전세계의 모바일 커뮤니케이션의 수요와 표준이 확립되는 시간을 과소평가 - 삐리삐리해짐
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    1.2.2.2. FOMA

  • 일본 표준(1999's UMTS + 메세징 시스템 + content based billing)

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    1.2.3. Upgrading to 3.5G

    • 3G + 약간 - 실험단계
    • HSDPA사용 - 구별이 좀 어려움.
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    1.3. CDMA-2000

    • 2G 중 cdmaOne만이 CDMA이다. 이로부터 3G로 업글한 것을 CDMA-2000이라 한다.
    • CDMA2000 3xMC - 세개의 채널 짬뽕 -> 넓은 대역폭
    • 불행하게도 W-CDMA와 비호환. chip rate때문이다.
      • CDMA2000 : cdmaOne의 다중
      • W-CDMA : GSM의 프레이밍 구조에 맞게 설계
    • 1Xtreme : 하나의 채널만으로 3xMC의 속도 내게 - 제안만 됨

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    1.3.1. 1xMC/1xRTT(같은것임)

  • 새 하드웨어가 필요하지만, 새로운 라디오 인터페이스가 필요없으며, Walsh Codes를 두번 사용해서 두배의 용량을 지원한다.
  • 3G의 요구사항에 못 미침(2.5G)
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    1.3.2. 1X Enhanced Version

  • 1xMC + 향상된 모듈레이션
  • 1xMC의 QPSK대신에 8-PSK(3bit)나 16-QAM(4bit)를 사용
  • 두 표준
    • 1xEV-DO(Data only) : HDR
    • 1xEV-DV(Data/Voice) : 완전히 표준화되지 않았음. 1XEV-DO의 모듈레이션 테크닉을 전체 네트워크에 적용

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    1.3.3. 3xMC/3xRTT

  • IMT2000 의 표준. W-CDMA보다 작은 스펙트럼 사용
  • cdmaOne을 물려받음 - chip rate와 GPS 타이밍
  • 현재로서는 지원하는 데 없음.
    • 1xMC에 비해 더 많은 새로운 대역폭이 필요
    • 미래에는 호환성을 위해 W-CDMA를 기본으로 한 3.5G 기술을 택할것임

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    1.4. EDGE

    • TDMA를 기반으로 하는 3G. GSM을 업글하려고 계획. GSM과 GPRS로부터 거의 모든 주요 특징 물려받음
    • 존재하고 있는 TDMA 네트워크로부터 확장하기 편함.
    • 200kHz라는 작은 채널 크기 -> CDMA의 무지막지한 너비에 비해 매우 작음 -> D-AMPS 오퍼레이터들에게 매력적.
    • ITU가 IMT-2000의 표준으로 정함

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    1.4.1. Enhanced GPRS

  • GSM, GPRS와의 차이점 - 모듈레이션 계획 - 8PSK사용
  • 21.4kbps -> 64.2kbps
  • 기존의 GSM. GPRS 등과 완전 호환

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    1.4.2. Edge Compact

  • 데이터에만 사용됨(목소리에는 안됨). 많은 컨트롤 채널 생략
  • 따라서 목소리를 위한 D-AMPS + 데이터를 위한 EDGE Compact 제안

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    1.5. Reality Check

    • 언제나 그렇지만 예상보다는 훨 덜 나온다.
    • 압축을 이용해 실제 속도보다 더 나와 보이게 한다.

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    2. Summary

    • 3개의 주요 3G 시스템 : W-CDMA, CDMA2000, EDGE. 이것들은 IMT-2000으로 알려진 것으로 묶을수 있으며, 384kbps를 넘는 속도, 패킷 스위칭 방식을 사용한다.
      • W-CDMA는 GSM과 호환되게 디자인되었으며, 새로운 스펙트럼이 필요하다. 그것은 또한 UMTS라 알려져 있고, 3.5G 수준의 속도로 확장될수 있다.
      • CDMA2000은 cdmaOne으로부터의 직접적인 업그레이드지만, 몇몇의 경쟁력있는 계획으로 구성되어 있다.
      • EDGE는 GSM과 GPRS로부터의 직접적인 업그레이드이고, 다른 시스템들에 비해 상당히 작은 스펙트럼을 필요로 한다.
    • 처음 3G 시스템은 2001년에 서비스에 들어갔다. FOMA라 불리우는 W-CDMA의 변종을 사용한 일본에서 가장 떴다. 다른 선구지로는 UMTS를 사용하는 맨섬(어디야 이거?), CDMA2000을 사용하는 남한이 있다.


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