Transcript 무선통신_2007

1
무선통신망기술
강
정
용
[email protected]
한국정보통신기능대학
2
목차
1.
2.
3.
4.
무선통신시스템개요(급전선 및 안테나)
무선네트웍 시스템
중계전송 시스템 개요 및 구축기술
무선전송 엔지니어링
한국정보통신기능대학
3
무선통신시스템
▣ 무선통신의 개요 및 시스템 구성
- 무선통신의 정의
. 무선 통신은 전자파를 이용하여 인간이 갖는 모든 형태의 정보를
목적지까지 신속, 정확하게 전달함으로서 전달된 정보의 가치를
극대화할 수 있는 통신 수단을 의미
- 무선통신시스템
. 무선 통신 시스템은 이와 같은 목적을 위하여 필요로 하는 모든
전기적인 설비를 말하며 다음과 같은 4가지의 기본적인 요소로 구성
(송신기, 수신기, 급전선, 공중선)
한국정보통신기능대학
4
무선통신시스템
▣ 무선 송신기
- 무선 송신기 기본구성
무선 송신기의 기본 구성도는 발진부, 증폭부, 변조부, 종단 전력
증폭부, 결합 회로, 급전선, 송신 공중선과 저주파 증폭부로 구성
- 무선 송신기 기본구성도
한국정보통신기능대학
5
무선통신시스템
▣ 무선 송신기 각부 역할 및 기능
￭ 발진부(Oscillator): 고주파의 전기적 진동 신호인 반송파를 발생
￭ 증폭부(Amplifier) : 발생된 반송파는 매우 미약한 신호이므로
정보 신호와 변조를 위하여 적당한 크기로 증폭
￭ 저주파 증폭(Audio Frequency Amplifier) : 전기 신호로 변환된 정보 신호는
매우 미약한 신호이므로 변조를 위하여 적당 크기로 증폭
￭ 변조부(Modulator) : 적당한 크기로 증폭된 반송파 신호와 정보 신호를 혼합
하며 방법에 따라 진폭 변조, 주파수 변조, 위상 변조가
있음
￭ 종단 전력 증폭기(End Power Amplifier) : 변조 후 피변조파를 원거리로 전송
하기 위하여 적절한 세기의 신호로 증폭하며 전력 증폭기
라고도 함
￭ 결합 회로(Coupler) : 전력 증폭된 피변조파를 급전선에 공급하기 위해 결합
효율의 개선과 피변조파에 포함된 불요파 성분 제거
한국정보통신기능대학
6
무선통신시스템
▣ 무선 송신기가 갖추어야 할 구비조건
- 송신되는 주파수의 안정도가 높을 것
- 송신되는 전자파의 점유 주파수 대역폭이 가능한 한 좁을 것
- 송신되는 주파수외의 불요파(스프리어스파) 방사가 적을 것
- 찌그러짐과 내부 잡음이 적을 것
한국정보통신기능대학
7
무선통신시스템
▣ 무선 수신기
- 정의
무선 수신기는 공간을 통하여 원거리를 전파해온 미약한 전자파 신호
를 수신 공중선을 이용하여 수신한 후 증폭, 복조하여 인간이 이해할
수 있는 형태의 정보로 복원하기 위한 장치
- 무선수신기 구성
한국정보통신기능대학
8
무선통신시스템
▣ 무선 수신기의 각부 역할 및 기능
￭ 고주파 증폭기(Radio Frequency Amplifier) : 수신된 전자파중 불필
요한 잡음 성분과 임피던스 정합 기능을 가짐으로서 수신 신호대 잡음
비 개선을 목적으로함
￭ 주파수 변환부(Frequency Converter) : 높은 주파수의 고주파 증폭기
출력을 신호 처리가 용이한 중간 주파수 대역으로 낮추는 기능을
￭ 중간 주파 증폭기(Intermediate Frequency Amplifier) : 중간 주파수
로 변환된 고주파 신호를 증폭하며 수신기 전체의 선택도 특성과 전체
증폭도를 결정하는 중요한 부분임
￭ 복조기(Demodulator) : 중간 주파수에 혼합되어있는 정보 신호를 복원
하는 회로
￭ BFO : 무선 전신의 수신에서 가청 주파수 범위내의 On/Off 음을 발생
하기 위한 신호 발생원
￭ 가청 주파 증폭기(Audio Frequency Amplifier) : 복원된 정보 신호를
인간이 이해할 수 있는 크기의 신호로 왜곡없이 증폭
한국정보통신기능대학
9
무선통신시스템
▣ 무선통신의 장점과 단점
￭ 장점
∙ 유선의 전송 선로로부터 자유롭게 통신이 가능
∙ 시스템을 설치하는 경우 운영 유지 보수비가 저렴
￭ 단점 :
∙ 동일한 복조 방식의 수신기를 갖는 경우 통신 내용의 도청 가능성
∙ 무선의 전송 선로를 이용하므로 전파 전파의 영향이 지배적
(전파의 영향으로 통신의 음질, 비트 오율 등 품질 변동)
∙ 시스템을 설치하는 경우 초기의 설치비가 고가
∙ 전파는 한정된 자원
한국정보통신기능대학
10
무선통신시스템
▣ 무선통신의 응용예(이용 방법 관점)
한국정보통신기능대학
11
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)
- 정의
급전선은 송신기의 출력을 송신 공중선과 결합시키거나 수신 공중선과
수신기를 결합시키는 매체로서 고주파 전력 신호의 충실한 전달을
목표로 함
- 급전선으로서 필요한 조건
￭ 전송 효율이 좋을 것(전송 선로의 저항 손실, 방사 손실이 적을 것)
￭ 급전선의 파동 임피던스가 적당할 것
￭ 송신용의 경우 절연 내력이 클 것
￭ 유도 방해를 받지 않고 건설비가 싸고 보수가 용이할 것
한국정보통신기능대학
12
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 성질
- 특성(파동) 임피던스
￭ 급전선은 송수신 장치와 공중선을 연결하는 매체
￭ 전기적으로 분포 정수 회로
￭ 분포 용량, 선로의 인덕턴스, 저항 등으로 구성된 등가 회로로 구성
￭ 전자파가 급전선상을 전압과 전류의 파동으로 전달될 때 선로의 구성
이 고르면 급전선상의 어느 점에서든지 특성 임피던스가 존재
￭ 급전선상을 전파하는 진행파에 대하여 선로상의 한 점에서의 전압과
전류의 비로 정의
￭ 급전선의 단위 길이당 인덕턴스를 L, 용량을 C라면 특성 임피던스
Z0는
한국정보통신기능대학
13
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 성질
- 진행파(Travelling Wave)
￭ 전압파와 전류파가 동위상이 되어 한방향으로 나아가는 파
￭ 임피던스정합 : 특성 임피던스 Z0인 유한한 길이의 급전선 종단에 같은
크기의 부하 임피던스 ZL을 접속하면 전류나 전압파가
무한장 전파되어 종단에서 반사되어오는 반사파가 존재
하지 않는다
- 정재파(Standing Wave)
￭ 선로상의 전압과 전류의 분포가 시간적으로 변해도 도선상을 이동하지 않는 전파
￭ 임피던스 정합이 이루어지지 않은 경우 급전선상에는 진행파와 반사파가 존재하여
그 크기는 위상이 동위상이 되는 점에서는 최대로 되고 반대 위상이 되는 점에서
최소로 된다
한국정보통신기능대학
14
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 성질
- 반사계수
￭ 정의 : 임피던스 정합이 이루어지지 않은 상태에서 입사파에 대한
반사파의 비
￭ 이상적인 급전선(또는 임피던스 정합이 취해진 상태)에서 반사 계수는 0
한국정보통신기능대학
15
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 성질
- 전압 정재파비(VSWR ; Voltage Standing Wave Ratio)
￭ 정의 : 부하임피던스ZL이 특성임피던스Z0와의 정합된 정도에 따라서
정재파의 최대점과 최소점의 비가 달라지는데 이때의 전압비를
의미
￭ 이상적인 급전선(또는 임피던스 정합이 취해진 상태)에서 반사 계수는 0
이되어 전압정재파비는 1이 된다
한국정보통신기능대학
16
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 종류
- 동작관점에서 본 분류
￭ 동조급전선 : 공중선의 길이 및 급전선의 길이를 여진 파장에 대하여
일정한 관계를 갖게 해서 급전하는 방식으로 급전선상에는
정재파가 존재
￭ 비동조급전선 : 급전선의 길이가 사용 파장에 대하여 특별한 관계가 없으며
공중선과 급전선의 접합부에 정합 회로를 설치하여 급전선
상에 정재파를 제거함으로서 진행파만 존재하는 방식
￭ 동조,비동조급전선 상호비교
한국정보통신기능대학
17
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 종류
- 급전원리에 따른 분류
￭ 동축 케이블(Coaxial Cable)
내부 도체와 외부 도체가 동심원으로 배치되어있는 구조로서 외부 도체를
접지하고 2도체에 왕복하는 전류를 흘리는 급전선
<특징>
- 외부 도체를 접지하여 사용함으로서
외부에서의 유도 방해가 거의 없다.
- 급전되는 신호의 주파수가 높아져도
급전선에서 외부로 방사되지 않는다.
한국정보통신기능대학
18
무선통신시스템
▣ 급전선(Feeder Line)의 종류
- 급전원리에 따른 분류
￭ 도파관(Wave Guide)
동축 케이블과 같이 전자류에 의한 전력의 전송이 아니며 도체 내부의 공기
중을 전자파의 모양으로 전송
<특징>
. 마이크로파대 또는 UHF대 이상의 고주파 전송 선로로 사용
. 속이 빈 금속 도체관으로서 단면이 직사각형의 형태와 원형형태의 2가지 종류가사용
한국정보통신기능대학
19
무선통신시스템
▣ 공중선(Antenna)
- 정의 : 급전선을 통하여 전달되어온 고주파 전력 신호를 공간을 통하여 방사
하기 위하여 고주파 신호를 고주파 진동 신호로 변환하거나 반대로 공간
을 통하여 전파되어온 고주파 진동 신호를 고주파 전력 신호로 변환하여
수신기에 인가하는 역할을 수행
- 공중선으로서 요구되는 사항
￭
￭
￭
￭
급전선과의 임피던스 정합이 용이할 것
필요 대역외의 방사가 적을 것
손실이 적고 높은 복사 효율을 가질 것
예민한 지향 특성을 가질 것
한국정보통신기능대학
20
무선통신시스템
▣ 목적 및 주파수 대역별 공중선(Antenna) 의 종류
목적
사용 대역 명칭
LF, MF
방송 업무용
HF
VHF
LF, MF
방송 수신용
HF
VHF
HF
사용 공중선
top loading antenna
수직, 수평 다이폴
super turnstyle, super gain, helical, loop, slot
antenna
loop
dipole
yagi, folded, corner relector antenna
rhombic, beam antenna
VHF
yagi, corner reflector antenna
UHF
parabola, horn reflector, lens antenna
이동 업무용
VHF
whip antenna
방향 탐지용
LF, MF, HF,
VHF, UHF
항법 장치
UHF, SHF
유도 장치
UHF
고정 업무용
loop, adcock, conical antenna
parabola
복합 slot antenna
한국정보통신기능대학
21
무선통신시스템
▣ 공중선(Antenna) 효율
- 정의 : 공중선에 공급된 전력과 실제 방사되는 전력의 비를 말하며 공중선에
공급된 전력을 P1, 방사되는 전력을 P2라고 하면 공중선 효율은 아래
와 같다.
* Ra:공중선의 복사 저항 , Rl= 공중선의 손실 저항
- 손실저항의 종류
손실 저항
접지 저항
대지와의 불완전 접촉으로 인한 저항
도체 저항
고주파의 표피 효과로 인한 고주파 저항
유전체 손실 저항
공중선 주위의 건조물, 지지물, 애자 등 유전체에서 발생되는 손실을 나타내는 저항
와전류 손실 저항
철탑 등 유도 전계에 의한 와전류가 유기되어 발생하는 손실을 나타내는 저항
한국정보통신기능대학
22
무선통신시스템
▣ 공중선(Antenna) 이득
- 정의 : 임의의 공중선과 기준 공중선(무손실 반파장 더블렛, 등방성 공중선)
에 동일한 전력을 공급할 때 최대 복사 방향의 동일 거리에서 수신
되는 전력의 비
- 공중선이득의 종류
￭ 절대 이득(Ga) : 기준 공중선으로 등방성 공중선을 사용하는 경우의 이득
으로 마이크로 웨이브대 이상의 입체 공중선의 이득을 표시
￭ 상대 이득(Gh) : 기준 공중선으로 무손실 반파장 다이폴을 사용하는 경우의
이득으로 마이크로웨이브대 이하의 선상 공중선의 이득을
표시
￭ 지상 이득(Gv) : 기준 공중선으로 λ/4 수직접지공중선을 사용하는 경우의
이득으로 주로 장중파대의 공중선이득을 표시
한국정보통신기능대학
23
무선통신시스템
▣ 공중선(Antenna) 의 방사패턴
- 정의 : 공중선의 방사 패턴은 방사되는 전력 특성을 공간 좌표의 함수로 표시
한 것으로 특정 방향으로 전파를 방사하는 경우를 나타낸 것
(a) 전방향성 공중선
(b) 단방향성 공중선
- 지향성의 정도를 나타내는 용어
￭ 반치폭 : 주엽의 최대 방사 방향으로 -3dB 떨어지는 지점간의 각도.
주엽의 첨예도를 나타내며 각이 좁을수록 예리해짐.
￭ 전후방비 : 주엽 전력 강도의 최대치와 후방에 존재하는 부엽 전력 강도의 최대치의
비로 전후방비가 클수록 원하는 목적 방향으로 전파가 방사됨.
한국정보통신기능대학
24
무선통신시스템
▣ 무선이동통신용 안테나
- omni 안테나
￭ 무지향성
￭ 시골 기지국 및 옥외 중계기등에서 주로
사용(안테나 이득 : 4~7dBi)
￭ 같은 주파수에서 안테나 길이가 길수록
수평으로 방사된는 양이 증가하여 멀리까지
전파가 도달
- Sector 안테나
￭ 전파 방사를 특정각도로 모아줌
￭ 60도,90도,120도 빔폭이 일반적
(안테나 Gain : 10 ~ 15dBi)
￭ 대부분의 기지국 및 옥외형 중계기등에서 가장 널리 사용
￭ 다른 셀에 미치는 영향을 최소화하기 위해 안테나 틸팅수행
한국정보통신기능대학
25
무선통신시스템
▣ 무선이동통신용 안테나
- Yagi 안테나
￭ 전파 방사를 특정방향으로 모아주는 특성
(TV 수신안테나가 대표적)
￭ 중계기에서 모기지국과 신호를 주고받기 위한 용도로
많이 사용 (중계기안테나 이득 : 10dBi)
- 천정형 Omni 안테나
￭ 건물내 천장에 설치되는 안테나
￭ 무지향 방사특성
￭ 안테나이득 (2~4dBi 정도)
한국정보통신기능대학
26
무선통신시스템
▣ 무선이동통신용 안테나
- Patch 안테나
￭ 전파 방사를 특정방향으로 모아주는 특성
￭ 건물내 중계기에서 대부분 사용
(안테나이득 : 5 ~ 8dBi 정도가 많이 사용)
- Paraboric 안테나
￭ 주로 위성통신, M/W 높은 주파수에서 사용
￭ 안테나이득 (15 ~ 25dBi)
￭ 매우 좁은 빔폼을 갖음
￭ 중계기에서 모기지국과 신호를 주고받기 위한 용도로 사용
한국정보통신기능대학
27
이동통신개요 와 발전과정
▣ 이동통신이란?
- 전파를 이용한 무선통신방식의 한 분야로서 고정통신과 구분되어
지며 언제 어디서나 누구와도 통신이 가능한 통신방식을 의미
▣ 이동통신의 개발역사
.
.
.
1921년
세계최초의 차량전화 시스템
디트로이트 경찰청의 순찰차에 설치(Mobile Radio Service)
부피과다, 자동차 밧데리의 과다 소모, 교환국을 거쳐서 통화가능
- 1946년
. 실제 통화 가능 이동전화 서비스
. 세인트 루이스에서 시작된 150MHz대의 수동 접속식 서비스
. 어느 도시에서나 제한된 3개 채널 사용
. Simplex push-to-talk 방식의 시스템
- 1964년
. 자동식 이동전화 시스템인 150MHz대의 IMTS(Improved Mobile Telephone Service)개발
. Full-duplex 방식, 가입한 무선기지국에서만 사용가능
한국정보통신기능대학
28
이동통신개요 와 발전과정
▣ 이동통신의 개발역사
- 1978년 : AT&T사에 의해 시카고지역에서 800MHz대의 AMPS(Advanced Mobile
Phone Service)방식 시행
- 1979년 : 일본 NTT 방식
- 1981년 : 스웨덴 노르웨이 비롯한 유럽지역 NMT-450 방식
- 1983년 : 미국 AMPS 방식
- 1984년 : 한국 AMPS 방식
- 1992년 : 유럽 GSM 방식
- 1993년 : 일본 FDC 방식, 미국 TDMA 방식
- 1996년 : 한국 CDMA 방식
- 2000년 10월 : 한국 cdma2000 1X 상용 서비스
한국정보통신기능대학
29
이동통신시스템
▣
이동전화시스템의 구성
- 초기의 이동전화 시스템(IMTS)은 고출력의 단일 대형 무선기지국의 단위로 운용되었으며
서비스 지역은 반경 수십 KM까지 가능했다. 그러나 음영지역과 가입자의 문제로 인해 지역
을 셀단위로 구분한 셀룰러 시스템이 개발되었고, 현재는 거의 모든 시스템이 셀을 기본으
로 운영되고 있다. 셀룰러 시스템의 기본적인 구조는 다음 그림과 같다.
한국정보통신기능대학
30
이동통신의 기술발전 방향
▣ 이동통신기술의 개발과제
- 첫째. 전파는 유일한 자원이기 때문에 이것을 어떻게 효율적으로
이용할 수 있는가가 중요하며, 한정된 주파수대역 내에서 가능한 한
많은 가입자를 수용 하기 위한 다양한 기술개발이 필요하다. 특히 아
직 사용하지 않는 초고주파 영역을 사용하기 위한 연구개발이 필요하
다.
- 둘째. 전파는 공간을 통하여 전달되기 때문에 이동통신에서는 그 전
달경로가 시간적으로 변동하는 가운데 안정적인 통화품질을 확보 해야
한다.
- 셋째. 전파가 전달되는 동안에 도청이나 부정사용등의 가능성이 있
으므로 가입자의 사생활 보호 라는 안전대책이 필요하다.
10 K
100K
1M
10M
한국정보통신기능대학
31
셀룰러 기술
▣ 셀의 개념
- 셀이란 하나의 무선기지국에 의한 서비스지역을 말하며 여러개의 셀
이 모여서 하나의 시스템인 서비스지역을 구성한다.
▣ 셀룰러시스템의 개발배경
- 기존광역시스템의 서비스지역이 협소한 문제점과
- 서비스 가입자 수용용량이 적은 문제점을 해결하기 위해 개발
- 기존광역시스템의 개념
한국정보통신기능대학
32
셀룰러시스템의 구성
▣ 셀룰러시스템 구성도
▣ MTSO : 이동전화교환국 또는 중앙통제국이라고 하며 주요 기능으로는
- 공중전화망(PSTN)과의 신호 연계
- 기지국의 제어 및 채널의 관리, 통제
- 사용자의 요금계산
- 통화단절의 방지
한국정보통신기능대학
33
셀룰러시스템의 구성
▣
-
BTS : 통상 기지국이라고 하며 주요 기능은
유선/ 무선신호의 상호 변환
자기 CELL내의 이동전화 신호강도 감지
MTSO에 정보 제공
▣ MS(Mobile Station), PS(Personal Station)
- 통상적인 휴대폰을 의미한다.
한국정보통신기능대학
34
셀룰러시스템의 특징
▣ 주파수 재사용(Frequency Reuse)
가입자 용량을 극대화하기 위하여 같은 주파수를 다른 셀에서 사용하는 것을 말
하며, 주파수 재사용 거리는 지형특성, 안테나 높이, 전송출력 등에 좌우된다.
▣ 셀분할기법(Cell Splitting)
가입자 용량을 극대화하기 위한 한 방법이나 셀을 너무 세분화하면 다른 문제들
이 발생한다. 셀분할의 종류로는 영구분할과 동적분할이 있다. 현재 사용하는 셀
은 기본적인 셀과 매크로셀, 마이크로셀 등이 있다.
▣ 핸드오프(Hand-off)
통화중인 가입자가 현재의 기지국 서비스 지역을 벗어나 새로운 기지국 서비스
지역으로 진입할 때 통화의 단절이 없이 계속 통화가 될 수 있게 하는 기능이다.
▣ 로밍(Roaming)
이동전화 가입자가 자신의 각종 정보가 저장된 홈교환국을 벗어나 타교환국에 있
어도 이동전화 서비스를 받을 수 있는 것을 의미한다. 좀 더 범위를 넓히면 국가
간의 로밍도 가능하다.
한국정보통신기능대학
35
셀분할기법
▣ 셀룰러이동전화시스템의 개발동기
- 부족한 주파수 사용효율을 향상
- 보다 많은 사람들이 이동전화를 이용할수 있도록함
- 주파수효율을 증대시키기 위하여 셀룰러 이동전화시스템은
주파수 재사용 개념과 더불어 셀분할 개념 을 도입하게 됨
▣ 셀분할 개념
- 전자파 및 제한된 주파수 자원을
효율적으로활용하기 위해 주어진
이동통신 서비스 지역을 '셀'이라
는 작은 영역으로 분리하여 서비
스를 제공하고 있다.
이웃하지 않는 셀들은 동일한
주파수를 사용함으로써 주파수
효율을 높이고 일정 서비스 지역
내에서 많은 가입자에게 서비스를
제공
한국정보통신기능대학
36
서비스영역에 따른 셀의 분류
▣ 피코셀
- 하나의 건물이나 건물 내의 하나의 층, 하나의 방 등 아주 작은 영역을 커버
▣ 마이크로셀
- 상대되는 개념으로 셀의 반경이 작은 셀(반경이 수백 미터 정도)
- 작은 출력으로 운영하는 소형의 기지국
- 용도
. 좁은 지역(운동 경기장 등)에 주변에 비해 유난히 많은 인구가 밀집되어 있는 경우
(Hot Spot)
. 도심지역과 같이 통화수요가 많아 작은 셀을 촘촘하게 설치하여 용량을 늘일 필요가
있는 경우
. 사무실 빌딩과 같이 수요가 매우 크면서도 층이 구분되어 있어 층 사이에 전파 전달
이 잘 안되어 층별로 실내에 마이크로 셀을 설치하여야 할 경우
▣ 매크로 셀
: 셀의 반경이 큰 셀.
한국정보통신기능대학
37
주파수 재사용
▣ 개 념
일정한 이동통신 서비스 지역 내에서 많은 서비스 가입자를 확보
하기 위해 서비스 지역을 셀로 구분 하였으며, 서로 이웃하지 않
고 채널간 간섭이 없는 셀에 동일한 주파수를 사용하여 주파수 사
용 효율을 높이는 방식
▣ 주파수재사용 계수
주어진 주파수 대역을 몇 개의 셀에 할당하여 사용하고 있는지를
나타내는 계수 를 주파수 재사용 계수(N)라고 하며, 아날로그 시
스템은 N=7 이고 CDMA 시스템은 N=1 이다.
▣ 셀크러스터(Cell Cluster)
주파수 재사용 계수에 따른
셀 패턴 을 의미
한국정보통신기능대학
38
주파수 재사용(예)
▣ 주파수재사용계수에 따른 영향
- 예를 들어, 70개의 채널이 있을 경우, 주파수를 한 개의 셀로만 사용하면 통화 채널 수는 70개
- 그런데, 셀 크기를 축소하여 21개의 셀로 나눈 후, 계수 7로 주파수를 재사용하면 각 셀
에는 10개씩의 채널이 할당되어, 총 채널 수는 210개가 된다.
- 동일한 숫자의 셀에 계수 5로 주파수를 재사용하면 셀 당 14개 채널을 할당할 수 있으므로,
총 채널 수는 294개가 된다.
- 주파수 재사용 계수를 작게 하면 용량은 더 커지지만, 간섭이 많아져서 통화품질은 나빠진다.
또한, 셀의 반경을 너무 작게 하면 기지국을 더 많이 건설해야 하므로 투자 대비 효율에 문제가
발생할 수도 있다
- 요즈음은 싸고 간섭이 적은 마이크로셀, 밀리셀 등을 많이 사용하여 셀을 더욱 세분화시켜 가
입자를 많이 확보하고 있다
각 셀당 10개 채널
총 채널 수 = 70
CD
G F
G F BAE
BA E C D
C DG F
BAE
주파수 재사용 계수
7일 경우
주파수 재사용 계수
5일 경우
E B
D A E B D
C D A E B
E C D A
D B E
A D
각 셀당 14개 채널
한국정보통신기능대학
39
셀룰러시스템
▣ 아날로그 셀룰러시스템
- AMPS의 이해
.
.
.
.
.
.
미국에서 개발한 아날로그셀룰러 이동전화방식
FDMA(주파수분할 다원접속방식)
기본 주파수대역 25MHz를 부여
30KHz의 사이를 두고 채널을 구성하여 통화를 하는 방식
전체대역을 30KHz간격으로 채널을 구성하며
채널당 1명의 가입자만이 사용할 수 있다는 것은 필연적으로 주파수 부족을 초래
- 아날로그 셀룰러시스템의 종류
. AMPS(Advanced Mobile Phone System) : 미국, 한국 등
. NMT(Nordic mobile System) : 북유럽 국가
. TACS(Total Access Communication System) : 영국
한국정보통신기능대학
40
셀룰러시스템
▣ 디지털 셀룰러시스템
- 도입배경
. 이동통신 가입자가 폭증함에 따라 기존의 AMPS 시스템으로는 가입자를 소화하지 못해
디지털의 도입을 검토
. 초기에는 디지털 방식으로 GSM의 도입을 검토하였으나, 기술도입에 따른 문제점과 국내 기술
축적의 문제 등으로 당시에는 이론만 발표되었던 CDMA 방식을 도입하기로 결정
. 1989년 CDMA를 국책과제로 선정하여 CDMA의 원천기술 보유자인 미국의 Qualcomm사와
공동으로 연구에 돌입하였고, 1996년 1월 인천지역에서 처음으로 상용서비스를 제공
하여 현재는 CDMA에 관해서는 기술 선진국으로 교환시스템과 단말기를 전세계에 수출
하고 있다
- 장점
.
.
.
.
.
가입자의 증가에 따른 주파수 부족을 해소할 수 있다.
설치비용의 저렴화가 가능하다.
소비전력을 감소시키므로 단말기의 소형, 경량, 휴대화가 가능하다.
암호화가 용이하여 통신보안 및 통화품질 향상이 가능하다.
주파수에 의한 상호간섭이 없으므로 잡음이 섞이지 않는다.
한국정보통신기능대학
41
CDMA 기술
▣ CDMA 개요
- 미국 퀄컴사가 주파수 대역확산 기술을 응용하여 개발한
부호분할 다중접속 방식의 디지탈 셀룰라 시스템으로 여러
사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 신호를 송수신할 수
있는 시스템
▣ CDMA 방식의 특징
- 대용량이다.
- 고품질의 서비스 제공이 가능하다.
- 보안성이 탁월하다.
- 고품질의 데이타 서비스를 제공한다.
- 이동국의 소비 전력이 적게 들고 소형 경량화가 가능하다.
한국정보통신기능대학
42
CDMA 기술
▣ 개발경위
- 1991년
- 1992년
- 1993년
- 1993년
- 1993년
- 1993년
- 1993년
- 1994년
- 1995년
- 1995년
- 1995년
- 1996년
정부가 디지탈 이동통신 시스템 개발을 국책 사업으로 선정
CDMA 방식으로 국내 디지탈 이동전화 개발 방식의 표준 결정
1월 삼성전자, LG정보통신, 현대전자 공동개발 체제
3월 개발 시스템 1차 구조 확정
6월 시스템 상세 설계 완료
9월 이동통신기술개발사업관리단 발족
12월 개발 시스템 2차 상용화 구조 확정
한국이동통신 교환실에 3개 제조업체에서 개발한 시제품 설치
3월 신세기통신 CDMA 장비 공급 업체로 삼성전자 선정
5월 LG정보통신 KMT 상용 시험 완료
7월 KMT CDMA 장비 공급 업체로 LG정보통신 선정
KMT CDMA 디지탈 이동전화 상용서비스 개시
한국정보통신기능대학
43
다중접속방식
▣ 한정된 전파자원을 효율적으로 사용하기위한 기술
- 셀룰러기술(주파수재사용,셀분할기법)
- 다중접속(Multiple Access)
▣ 다중접속방식이란?
- 한정된 주파수 자원을 주어진 시간에 대해 사용자들이 나누어
사용하기 위한 기지국과 단말기간의 무선구간을 연결하는
기술방식
▣ 다중접속방식의 종류
- 주파수분할 다중접속방식(FDMA)
- 시분할 다중접속방식(TDMA)
- 코드분할 다중접속방식(CDMA)
한국정보통신기능대학
44
다중접속방식
▣ 주파수분할 다중접속방식(FDMA)
- 음성을 보낼 수 있는 최소한의 대역폭으로 주파수 대역을 잘게
나누어서 여러개의 음성신호를 동시에 전달하는 주파수 다중화
방식으로 아날로그변조방식에서 주로 사용
- 최소한의 대역폭을 채널(무선회선)이라 한다.
- 주파수 간격을 잘게 나눌수록 많은 통화로를 확보할 수 있으므로
이의 문제가 중요한 파라메타이다.
- 충분한 통화로를 확보하기 위해서는 셀(기지국)의 통화반경을 줄이
는 방법이 있으나 셀간의 주파수간섭등의 증가문제등으로 아날로그
방식인 경우 많은 문제점이 있다
한국정보통신기능대학
45
다중접속방식
▣ 시분할 다중접속방식(TDMA)
- 정해진 주파수 대역을 주기적으로 일정한 시간간격(타임슬롯)으로
나누어서 각 사용자가 자기에게 할당된 시간동안만 자기신호를
전송하는 방식이다
- 디지틀방식에서 주로 사용
- 타임슬롯 갯수를 늘릴수록 많은 통화로를 확보할 수 있으며
현재 유럽 표준인 GSM 방식이 전세계적으로 많이 사용되고 있다.
- FDMA 방식에 비해 채널 용량이 2~4배 정도인데 이는 디지틀방식이
아날로그방식에 비해 잡음등 간섭에 강하기 때문 임
한국정보통신기능대학
46
다중접속방식
▣ 코드분할 다중접속방식(CDMA)
- 정해진 주파수 대역을 여러개의 작은 구역으로 나눈후 동일한 코드
끼리만 통화를 하게 하는 방식이다
- 디지틀방식에서 주로 사용
- 파티장에서 여러 나라 사람들이 모여서 대화하는 것에 비유할 수
있는 접속방식이다.
- 채널용량은 FDMA방식에 비해 약 10배정도로 대표적인것이 미국 퀄컴
사가 제안한 "Up-banded IS-95"방식으로 현재
우리나라에서 상용
화하여 서비스 중에 있다.
ex) 휴대폰(800MHz 대역) : SK테레콤(011,017)
PCS(1800MHz 대역) : KTF(016,018), LG(019)
한국정보통신기능대학
47
다중접속방식
▣ 다중접속 개념도
Power
Power
FDMA
Frequency
Frequency
TDMA
Power
CDMA
Frequency
한국정보통신기능대학
48
대역확산통신
▣ 대역확산통신방식의 개요
- 대역확산이란 통화에 필요한 데이터를 보내기 위해 필요한 주파수
대역폭에 비해 훨씬 넓은 대역폭의 데이터를 낮은 에너지로 송신하여
뿌리는 개념
- 보내야 할 신호는 특정한 코드를 사용하여 코딩하여 보내지고 다른
사용자의 신호, 배경잡음, 외부의 간섭, 다른 셀의 간섭등과 섞여
수신 단에서 수신
- 수신 단에서는 송신 단에서 사용한 코드를 사용하여 원래 신호를 복원
- 물컵에 잉크 한방울을 떨어뜨리는 것과 유사(한방울의 잉크는 물속에
서 확산되어 존재를 알 수 없으나 물을 제거하면 다시 복원 가능)
한국정보통신기능대학
49
대역확산통신
▣ 확산코드에 의한 통신 예
한국정보통신기능대학
50
대역확산통신
▣ 수신측에서 다른 확산코드를 곱한경우
한국정보통신기능대학
51
대역확산통신
▣ 대역확산신호와 대역폭과의 관계
간섭신호가 없는경우
강한간섭신호가 있는경우
한국정보통신기능대학
52
대역확산통신
▣ 대역확산통신방식의 특징
- 확산코드를 이용해서 대역확산을 하므로 비화특성이 매우우수
- 확산과 역확산 과정을 거치기 때문에 외부의 협대역 간섭에
매우 강하다
- 주파수 대역이 넓어서 마치 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수
있어서 페이딩에 강하다
▣ 대역확산방식의 종류
- 직접확산방식(Direct Sequence Spread Spectrum)
- 주파수 도약방식(Frequency Hopping Spread Spectrum
- 시간 도약방식(Time Hopping Spread Spectrum)
한국정보통신기능대학
53
확산코드
▣
확산코드
- CDMA 방식이 사용하는 대역확산 통신방식은 확산코드로 완전 잡음과
같은 신호를 확산 신호로 사용
- 단지 잡음과 같은 확산코드로는 각 가입자마다 서로 다른 코드를
사용해야 하므로, 다중접속방식으로 부적절
- IS-95 방식에서는 순방향 및 역방향채널에 확산부호를 사용하여 채널
및 기지국, 가입자를 구분
▣
확산코드의 종류
- Walsh code : 순방향 채널에서 이동국이 기지국이 송신하는 각 채널을
구분하기 위해 사용하는 코드
- Long PN Code : 역방향 채널에 사용하는, 즉 기지국이 각 가입자를
구별하는데 사용하는 긴 코드
- Short PN Code : 이동국이 각 기지국을 구별하는데 사용하는, 즉
기지국이 사용하는 짧은 코드
한국정보통신기능대학
54
PN code
▣ Short PN Code
- 기지국에서 사용하는 2exp(15) 길이를 가지는 PN 코드
- 이동국이 기지국에 쉽게 접근할 수 있도록 하기 위하여 기지국에
사용하는 PN 코드는 모두 같은 코드를 사용
- 각 기지국은 동일한 코드를 사용하지만 서로를 구별하기 위해 기지국
마다 일정한 간격으로 time shift 된 PN 코드 발생
- 즉 이동국에서는 각 기지국에서 오는 이 time shift를 가지고 각각의
기지국을 구별
- 현재 기지국용 PN 코드의 길이는 2exp(15) 주기를 가지고 있으며,
이 2exp(15)주기가 Walsh 코드마다 시간오프셋을 가져야 하므로
2exp(15)/64=512 하여, 시간오프셋은 512개가 존재
- 512개의 시간오프셋을 각 기지국 마다 적당히 분배해야 하는데 인접
기지국과의 시간오프셋 간섭을 고려하여 분배간격을 설정해야 한다
▣ Long PN Code
- 각 단말기용 PN 코드는 단말기 장치번호(ESN)를 이용하여 2exp(42)-1의 주기
를 가짐
- 이 Long 코드를 이용하여 각 이동국마다 비화특성을 얻을 수 있다.
한국정보통신기능대학
55
Walsh code
▣ Walsh code
- CDMA 방식은 FDMA 방식과는 달리 동일한 주파수를 여러 사람이 함께
사용 하므로 주파수 단위의 채널 구분을 할수없음
- CDMA에서는 각각의 채널을 구분하기 위하여 직교성(Orthogonal)을 가진
특별한 코드인 왈시코드를 사용
- 왈시코드(Walsh Code)는 서로 다른 64개의 종류가 있으며 각각의 왈시
코드는 64 비트로 되어 있다. 즉 왈시코드는 64 비트로 된 코드가 64
종류 존재
- 왈시코드에 의한 채널은 W0, W1, W2...W63 등의 64 종류로 구분
- 파일롯 채널은 W0로 동기 채널은 W32, 호출 채널은 W1 ~ W7, 통화 채널
은 W8 ~ W63(W32 제외)으로 구분하여 사용
- 왈시코드는 이렇게 채널 구분을 하기 위해서도 쓰이지만 신호를 확산
시키는 중요한 역할도 함
한국정보통신기능대학
56
Walsh code
▣ Walsh code 의 직교성 (Orthogonal)
- 왈시코드 64개의 종류는 자기 코드 외의 63개의 종류는 서로가 직교성이 있어 모두 결과가
+1과 -1이 나오도록 되어 있다.
- 즉 자기와 동일한 코드를 곱할 경우에만 +1의 값이 나온다.
- 64개의 왈시코드가 모두 독립적이므로 64개의 채널로 구분할 수 있다는 의미가 된다.
- 이러한 왈시코드의 특성을 이용하여 수신측에서는 64 비트의 왈시코드를 곱하여 그 값이 모두
+1이 나오는 데이터만이 자신과 같은 채널로 인정하여 데이터를 수신하게 된다.
한국정보통신기능대학
57
Walsh code
▣ Walsh code 에 의한 역확산
- 송신시 사용되었던 똑같은 왈시코드를 수신측에서 수신된 데이터에 곱해
서 원래의 데이터를 복원 이것을 역확산이라고 한다.
- 송신측에서 사용한 왈시코드는 수신측으로 미리 통보
- 역확산을 하면 오히려 수신된 데이터가 더 커지면서 더 넓은 대역으로
바뀌게 될 것이라고 생각할지 모르지만 역확산을 통하여 송신시 왈시코드
를 곱하기 이전의 대역폭으로 협대역화 된다.
- 또한 잡음이나 다른 신호의 간섭은 오히려 줄어듬
- 이를 수식으로 설명하면 다음과 같다
X
W
N
X*W
(X*W)+N
((X*W)*W)+(N*W)
(X*1)+(N*W)=X+(N*W)
:
:
:
:
:
:
:
송신측에서 왈시코드를 사용하기 전의 데이터
왈시코드
잡음
송신되는 데이터
수신측에 수신된 데이터
송신시 사용된 똑같은 왈시함수 W를 곱하면
W*W는 1이므로
- 결국 원래의 데이터에 잡음이 더해진 모양이 된다. 그러나 잡음은 왈시
코드(W)가 곱해져 더욱 확산이 되면서 신호의 세력이 작아진다.
한국정보통신기능대학
58
CDMA 계통도
한국정보통신기능대학
59
음성의 디지틀화
▣ 개요
- 아날로그 음성을 디지틀신호로 바꾸기 위한 방법으로 PCM 과 보코더라는 것을
사용
- PCM은 아날로그 음성을 디지털 신호로 변환하는 기술로 일반전화에서 사용
- PCM을 통한 디지털 데이터는 속도가 64Kbps급이므로 그대로 전송시 용량 감소
- 무선 전송 효율을 높이기 위하여 64Kbps PCM 데이터를 더 압축할 필요가 있는
데 이 역할을 담당하는 것이 보코더(Vocoder)이다.
. 사람음성 -> PCM(64Kbps) -> Vocoder(8Kbps) ->
- 보코더는 64Kbps 데이터를 더 낮은 데이터 레이트로 변환하거나, 낮은 데이터
레이트의데이터를 64Kbps 데이터로 변환하는 장치
한국정보통신기능대학
60
인코딩
▣ 개요
- 데이터는 전송되는 동안에 여러 가지 장애에 의해 데이터가 손상되는 에러가
발생
- 통신시스템에서는 효율적이고 신뢰성 있게 데이터를 전송하기 위하여 에러
정정코드를 사용하여 전송시 발생한 에러를 복구
- 이와 같이 에러정정코드를 사용하여 정보데이터를 코드화 하는것을 인코딩이
라한다.
- CDMA에서는 콘볼루션 코드 라는 것을 사용하여 전송시 발생된에러를 복구
- 콘볼루션 코드와 같은 에러정정코드는 에러가 드문드문 산재되어 있을 경우에
복구가 가능하지만 에러가 일정부분에 집중해 있는경우 정정이 불가능
한국정보통신기능대학
61
인터리빙
▣ 개요
- 인터리빙은, 데이터 전송 중에 발생되는 연집 에러(Burst error)로 인한 데이터
손실을줄이기 위해, 심볼들의 순서를 고의로 바꾸는 작업
- 콘불루션 코드화된 데이터는 블록 인터리버로 입력되어 인터리빙된다
▣ 블록인터리버의 원리
- 전송할 데이터가 1.2,3,4 ......20이라고 할 때 입력은 세로방향으로 쓰여지고
출력은 가로방향 하게됨
- 블록 인터리버를 통해 출력되는 데이터는 1,6,11,16,2,7,12,17,3,8,13,18, ...
5,10,15,20이 되어 암호와의 과정을 거침
- 이렇게 출력된 데이터가 전송중에 첫 번째 보낸 1,6,11,16 모두가 깨어져도 수신
시에는 *2,3,4,5,*,7,8,9,10,&,12, 13,14,15,*,17,18,19,20으로 디인터리빙 되어
에러가 분산되기 때문에 에러복구가 가능
한국정보통신기능대학
62
이동통신 중계전송시스템
▣ 중계기개요
무선통신 서비스망을 구성하는 기지국과 기지국 간에 특수 지형, 지물로 인해
발생하는 전파음영지역을 개선하기 위한 간이 기지국의 일종으로 저렴한 비용
으로 전파음역지역의 통화품질을 개선할 수 있는 시스템
▣ 중계기를 이용한 셀확장 개요
한국정보통신기능대학
63
이동통신 중계전송시스템
▣ 중계기적용 지역
- 중계기를 필요로하는 지역의 전형적인 문제점들은 다음과 같은 3가지 상황으로
요약된다.
￭ 대형빌딩 지하가, 지하철, 지하차도, 터널 등 전파 차단 지역
￭ 기지국이 적은 지역에서의 지형적인 영향으로 인한 음영지역
￭ 고속도로에서와 같이 기지국(BASE STATION) 송신기와 멀리떨어져
있음으로 인한 불감지역 등
한국정보통신기능대학
64
중계기의 분류(사용지역에 따른)
▣ 지하(건물용)중계기
지하(건물용) 중계기는(또는 RF 중계기라고도 함) 중계기의 입, 출력 안테나가 건물
의 안과 밖에 각각 설치되기 때문에 안테나간의 충분한 격리도(Isolation)가 건물 구
조에 의하여 자동 확보되기 때문에 가장 일반적으로 사용
▣ 지상중계기
지상 중계기는 기지국과 중계기간 Link를 광케이블을 사용하는 광 중계기, 유휴
주파수로 변환 사용하는 변파 중계기, Microwave대 주파수를 사용하는 Microwave
중계기로 크게 분류되며,더욱 세부적으로는 사용 FA, 출력, Link전송방식등에 의해
세부적으로 분류
한국정보통신기능대학
65
중계기의 종류
▣ 광 중계기
- 개요
광중계기는 기지국의 RF 신호를 광신호로 변환한 후 광선로를 따라 원하는 원격
지역으로 전송후 다시 RF 신호로 변환 후 앰프를 거쳐 안테나로 송신하는 방식
- 개요도
- 특징
. 장점 : 안정된 광선로에 의하여 전송되므로 매우 안정적인 중계특성을 보임
. 단점 : 반드시 광선로가 인입되어야 함
광선로 임차료가 매우 비쌈
광소자의 높은 잡음지수 특성에 의하여 기지국 통화용량과 품질을 다소
저하 시킬수 있음
한국정보통신기능대학
66
중계기의 종류
▣ 주파수 변환 중계기
- 개요
기지국의 RF 신호를 사용하지 않는 빈 FA 신호로 변환하여 안테나로 전송한 후 원격
지에서 수신하여 다시 원래의 주파수 신호로 변환시켜 주는 방식
- 개요도
- 특징
. 장점 : 매우 경제성이 우수하다는 점
. 단점 : 자기에게 배정된 주파수 대역내에 반드시 빈주파수 대역이 필요하기 때문에
대역내 주파수 사용율이 높은 도심 등에서는 사용이 불가능하다는 점
한국정보통신기능대학
67
중계기의 종류
▣ M/W 중계기
- 개요
기지국의 RF 신호를 8GHz, 18GHz 등의 M/W 주파수로 변환하여 전송후 원격지에서
수신하여 다시 RF 신호로 변환하여 안테나로 송신하는 방식
- 개요도
- 특징
. 장점 : M/W 주파수의 넓은 대역사용이 가능하기 때문에 도심의 Multi FA 를 수용
가능하다는 점
. 단점 : M/W구간 사이에 LOS(Line Of Sight)가 확보되어야 하는 점
이러한 LOS 문제는 Donor 를 기지국에서 분리함으로서 어느정도 해결이
가능
한국정보통신기능대학
68
중계기의 종류
▣ 기타 중계기
- Laser 중계기
기지국의 RF 신호를 Laser 신호로 변환하여 전송후 원격지에서 수신하여 다시 RF 신
호로 변환하여 안테나로 송신하는 방식
- Interference Canceller 중계기
기지국의 RF 신호를 아무런 변환없이 수신한 후 중계기 입,출력 안테나 신호의 위상
을 적절히 제어하여 항상 직교 위상이 되도록 제어함으로서 발진을 스스로 방지하는
중계기 방식
- 고층빌딩 분산안테나 중계기
특정 기지국의 신호를 증폭하여 층별로 설치된 분산안테나를 통하여 다른 기지국들의
신호보다 더욱 큰 레벨로 재방사 시킴으로서 다른 기지국 신호에 의한 잡음에 대한 신
호대 잡음비 를 개선시키기 위한 중계방식
한국정보통신기능대학
69
중계기의 종류
▣ 중계기의 종류별 특징비교표
한국정보통신기능대학
70
중계기 구축기술
▣ 중계시스템의 기본구조
한국정보통신기능대학
71
중계기 구축기술
▣ 중계기 내부 Block Diagram
한국정보통신기능대학
72
중계기 구축기술
▣ 중계기 배치 및 케이블 인입방식
한국정보통신기능대학
73
중계기 구축기술
▣ RF중계기의 종류
￭ 중계방식(주파수변환)에 따른 구분
- IF방식 : 수신된 RF신호를 증폭하는 과정에서 IF신호로 변환하여
Filtering후 증폭
- RF방식 : 수신된 RF신호를 그대로 Filtering하여 증폭
￭ 출력에 따른 구분
- 중 형 급 : Forward
- 소 형 급 : Forward
- 초소형급 : Forward
- 극초소형 : Forward
28 dBm/FA (Reverse 35 dBm/Total)
12 dBm/FA (Reverse 21 dBm/Total)
0~3 dBm/FA (Reverse 9~13 dBm/Total)
-10 dBm/FA (Reverse 1 dBm/Total)
한국정보통신기능대학
74
중계기 구축기술
▣ RF중계기 Type별 특성
한국정보통신기능대학
75
중계기 구축기술
▣ 송, 수신 안테나간 Isolation 측정
Isolation(dBc) = 서비스안테나 입력레벨 - 도너안테나 수신레벨
* Isolation 규정치 : max gain(forward or reverse) + 13dB
한국정보통신기능대학
76
중계기 구축기술
▣ Isolation 미확보에 따른 문제
- 발진은 AMP가 자신의 정격출력 보다 그이상의 POWER를 출력하여 S/N비가
급격히 악화되는 현상으로
- 서비스 안테나에서 방사되는 신호가 면파(Plane Wave)의 형태로 방사
- 이 평면파 신호가 DONOR 안테나로 입사 되어 증폭기를 거쳐 방사
- 이때 서비스 방향으로 방사된 신호가 Feedback되어 도너안테나로 재 입사되
면 도너기지국으로부터 입사되는 신호에 더해져 다시 재차 증폭을 하게 되는
데 이 과정이 반복되면 파고점이 계속 높아져 POWER CONTROL이 되지 않
는 수준까지 높아지는 데 이것을 발진(OSCILLATION)이라고 한다.
한국정보통신기능대학
77
중계기 구축기술
▣ Path Loss 측정
￭ Spectrum Analyzer 설정치(기지국측 및 중계기측)
- 중심주파수 : 20 FA(893.37MHz)
- 채널 Band Width : 1.23MHz
- RBW : 30KHz
- VBW : 3KHz
- SWP : Auto
- Span : 5MHz
￭ 기지국측과 중계기측에서 동시(시간약속)에 채널Power를 측정하고
S/A파형을 프린터로 출력한다.
- 기지국측은 기지국 송신단 Directional Coupler에서 측정
- 중계기측은 중계기 입력단에 도달하는 기지국 신호를 측정
Path Loss 계산식은 다음과 같다.
Path Loss(dB) = 기지국송신 채널Power - 중계기수신 채널Power
한국정보통신기능대학
78
중계기 구축기술
▣ 중계기 순방향, 역방향 Gain 설정
￭ Forward Gain 설정 방법
중계기 Forward Gain = 중계기 Reverse Gain + 10dB
기지국 ~ 중계기간 Path Loss가 110dB가 넘는 지역은 중계기 서비스
지역에서 통화하는 단말기의 Adj값을 측정하여 위의 식에서 10dB대신
3 ~ 10dB값을 적절히 적용한다.
￭ Reverse Gain 설정 방법
7dB(중계기NF) + Path Loss + Reverse Gain = -20dB
예) 중계기 NF = 7dB, Path Loss 100dB일 때 Reverse Gain 설정값?
7dB + (-100dB) + Reverse Gain = -20dB이므로 중계기 Reverse
Gain은 73dB로 설정한다.
한국정보통신기능대학
79
중계기 구축기술
▣ 중계기가 기지국에 미치는 영향 Check
<시험절차>
가. Donor기지국 수신단에 Spectrum Analyzer를 연결
나. S/A 측정기 설정방법
- 중심주파수 : 847.14MHz
- 채널 Band Width : 1.23MHz
- RBW : 30KHz
- VBW : 3KHz
- SWP : Auto
- Span : 5MHz
다. 기지국측과 중계기측의 측정자가 사전에 약속한 동일 시간에 2분
간격으로 중계기를 10회 ON/OFF하여 수신 채널 Power변화를 측정
(반드시 최한시 측정) 이때 DM을 이용하여 단말기 출력 및 Adj레벨의
변화를 측정한다.
<시험규격>
- 기지국 수신 채널 Power 및 Noise레벨 변화가 없어야 한다.
- 단말기 출력 Power 및 Adj레벨 변화가 없어야 한다.
한국정보통신기능대학
80
중계기 구축기술
▣ 중계기 설치후 서비스지역 통화품질 측정
중계기 설치 후 커버리지를 측정하여 목표한 음영지역 전체가 해소되었는
지 확인한다.
<시험절차>
가. DM을 활용하여 다음 항목을 측정/기록한다.
- 단말기 Rx Level / Ec/Io / Adj / Tx Level
나. 중계기 설치로 인하여 새로 형성되는 Hand Off Zone주변에 위치한
기지국의 Neighbor List를 재설정한다.
<시험규격>
- 서비스하고자 하는 권역내에서 Rx Level이 -85dBm 이상, Ec/Io -12dB
이상이 되도록 한다.
한국정보통신기능대학
81
무선전송 엔지니어링
▣ 무선 전송네트웍 설계
- 기본설계 : 사업계획에 의거 설계범위, 기술규격, 회선수요 및 개략 공사비 산정등
- 실시설계 : 기본설계를 구체화 하여 설계시공에 필요한 세부적인
사항이 기술
▣ 무선전송네트워크 설계시 고려사항
- 회선의 종류 : 회선의 성격파악과 요구사항 분석을 통하여 회선목표
품질을 결정하며
- 소요 회선수 :소요회선수를 네트워크상에 배치함에 따라 구간별 전송
용량을 결정
한국정보통신기능대학
82
무선전송 엔지니어링
▣ 무선설계시의 작업순서
한국정보통신기능대학
83
무선전송 엔지니어링
▣ 일반적인 무선설계 방침
한국정보통신기능대학
84
무선전송 엔지니어링
▣ 무선설계방침에 따른 결정사항
한국정보통신기능대학
85
무선전송 엔지니어링
▣ 사전조사
설계도 작성에 앞서서 해당국소나 현장을 방문하여 조사 및 협의할 사항에
대하여 충분히 검토하고 조사하는 단계
▣ 시설별 사전조사 내용
한국정보통신기능대학
86
무선전송 엔지니어링
▣ 네트웍크 기본설계
시스템 기본설계시 분석, 검토되어야 할 사항으로는 안테나의 높이 및 크기, 다이버시
티 시스템에서의 주파수 간격 및 안테나 이격거리, 주파수 감쇠특성 및 전파경로 거리,
송신전력 및 수신한계레벨, RFI영향, 페이드마진분석 등이 해당
▣ 무선전송 네트워크의 건설과정
한국정보통신기능대학
87
무선전송 엔지니어링
▣ 네트워크 실시설계
- 개요
실시설계 단계는 네트워크 계획 및 기본설계를 통하여 선정된 무선전송시
스템과 관련 보조장치, 부대시스템을 설치하고 개통하기 위한 시설설계단계
이다.
- 실시설계 내역
무선전송국사 설계와 중계계통 및 회선, 기계 및 안테나, 철탑을 포함하는
무선시설 설계, 전원공급, 접지등을 포함하는 부대시설 설계로 수행
- 실시설계 수행을 위한 주요 절차
. 시설설계 및 주요 구매 자재 발주
. 설계착수 및 시설구축을 위한 세부적인 현장실사
. 설계의 심의 및 공사 계약 절차 등
한국정보통신기능대학
88
무선전송 엔지니어링
▣ 무선 전송네트웍 구축
- 개요
무선전송 네트워크 구축은 앞서 계획되고 설계된 내용에 따라 무선전송
장치와 보조장치, 부대설비 등을 현장에 설치하고, 무선전송로를 개통하는
단계
- 구축순서
. 무선전송장치 구축계획
. 전송장치 및 공중선 시설구축
. 전원 등 부대설비 구축 순으로 실행
한국정보통신기능대학
89
무선전송 엔지니어링
▣ 무선전송장치 구축계획
물량구매, 시행일정, 건물 및 철탑견적 등이 포함
▣ 물량구매
- 구매 규격 작성
- 소요 물량 산출
- 장치의 구매
- 건물 및 철탑의 견적
- 공사자재 확인
▣ 구축일정계획
무선전송장치 설치 공정 순서도
한국정보통신기능대학
90
무선전송 엔지니어링
▣ 무선네트웍 시설구축
- 전송장치 설치공사
<기초설치공사>
<전송장치랙 설치공사>
<케이블랙 및 통로설치>
한국정보통신기능대학
91
무선전송 엔지니어링
▣ 무선네트웍 시설구축
- 공중선 설치공사
<철탑설치공사>
<안테나설치공사>
<급전선의 구성>
<안테나의 방향조정>
- 전원 및 부대설비 구축
<전원장치설치>
<접지시설공사>
<조명과 콘센트 설치공사>
<공조기 공사>
한국정보통신기능대학
92
무선전송 엔지니어링
▣ 무선전송 네트워크 운용
- 목표
구축된 무선전송 설비가 항상 그 기능을 충분히 발휘할 수 있도록 최적의
네트워크 성능을 유지하고, 예방 보전 및 고장수리 등의 작업을 수행함으로
써 장애를 예방하며 양질의 서비스를 제공하는데 그목표가 있음
- 종류
. 운용보전 체계구축 : 무선전송 네트워크 구성 요소들을 체계적으로 관리
. 네트워크관리 및 장애대책 : 네트워크 성능을 최적으로
. 고장시험 및 유지보수
한국정보통신기능대학
93
무선전송 엔지니어링
▣ 운용보전체계 구축
운용보전체계는 지역적으로 분산되고, 다양한 형태로 구성된 무선전송 네
트워크 구성요소들을 체계적으로 관리하기 위하여 운용 체계를 계층적으로
수립하고, 네트워크 구성장치의 장애 발생에 대비하여 신속한 유지보수 업
무를 지원하는 것을 목표로 구축
<운용보전 업무체계>
한국정보통신기능대학
94
무선전송 엔지니어링
▣ 네트워크 관리 및 장애대책
- 네트워크 관리
무선전송 네트워크를 운용 중 전송로의 이상이 발생시 전송 루트 등
을 제어하고 이러한 이상이 전 네트워크로 확산되는 것을 방지
- 장애대책
시스템의 고장 또는 재해로 인한 장애 발생에 대비
한국정보통신기능대학
95
수고 많으셨습니다…
좋은하루되세요
한국정보통신기능대학