Wireless Communication

AMPS(Advanced Mobile Phone System) using FDMA

 

GSM(Global System for Mobile Communication)

TDMA와 FDMA를 사용

이중 통신을 위한 2개의 band(대역) 사용

복잡한 오류 수정 메커니즘 때문에 GSM을 3만큼 낮은 reuse factor를 허용한다.

 

CDMA Design Consideration

Soft Handoff : base station 한 개 이상의 연결이 공존하는 것

2개의 연결이 공존하다가 1개를 끊으면 통화가 끊기지 않고 계속 유지 됨

낭비가 일어나지만 통화품질은 향상

 

Universal Frequency Reuse

 

Cell and Sector

cell은 BS가 커버하는 범위이다.

sector는 방향성 안테나에 의해 제공되는 access의 부분영역이다.

Handoff

MS는 이동 또는 라디오 채널 변화로 인해 BS 서비스를 변경한다.

 

Basic Cellular Concept

cell은 일반적으로 육각형으로 표현

실제로, cell은 이용가능한 cell 공간과 무선 전파 조건에 따라 달라진다.

 

Spectrum reuse

다른 지리적 위치에서 동일한 spectrum을 재사용한다.

frequency reuse factor(주파수 재사용 계수)

 

Cellular Network Organization

multiple low-power transmitter(다중 저전력 송신기) 사용 (100w 이하)

 

cell을 기준으로 공간을 나눈다

각 cell은 안테나를 갖는다.

transmitter(송신기), receiver(수신기) 및 control unit(제어 장치)로 구성된 base station이 제공한다.

할당된 주파수 대역

모든 이웃의 안테나가 동일한 거리에 있도록 설정된 cell

 

Frequency Reuse

간섭이나 혼선을 피하기 위해 서로 다른 주파수가 할당된 cell

목적은 근처 cell에서 주파수를 재사용하는 것이다.

각 cell에 할당된 10~50개의 주파수

인접 cell로 빠져나가는 주파수의 전력을 제한하도록 제어하는 transmission power

문제는 동일한 주파수를 사용하는 두 cell 사이에 얼마나 많은 cell이 개입해야 하는지 결정하는 것이다.

 

Cluster

cell의 그룹이다.

cluster의 크기 N은 반복된 패턴에 있는 cell의 개수를 의미한다.

 

Frequency reuse factor

cluster의 총 channel 수 / cell의 총 channel 수

네트워크에서 동일한 주파수를 사용할 수 있는 비율이다.

1/K로 보통 표현하는데 여기서, K는 전송에 동일한 주파수를 사용할 수 없는 cell의 개수이다.

보통 frequency reuse factor의 값은 1/3, 1/4, 1/7, 1/9 그리고 1/12(또는 표기법에 따라 3, 4, 7, 9, 12) 이다.

 

Cluster Size

D = reuse distance (즉, 동일한 주파수 대역을 사용하는 cell 중심사이의 최소거리 (cochannel이라고도 함))

R = cell의 반지름

N = cluster에서 cell의 개수(=cluster의 크기)

육각형 모형에서 N은 다음과 같이 표현할 수 있다.

i, j는 양수이다.

따라서 N의 가능한 값들은 1, 3, 4, 7, 9, 12, 13, 16, 19, 21, ... 이다.

위와 같은 관계식을 도출할 수 있다.

ex)

Total coverage area = 100 mile^2 = 262.4 km^2

Total 1000 channels

Cell radius = 1km

frequency reuse factor N =4또는 7의 총 시스템 용량은 얼마인가?

시스템 용량이란 동시에 수용할 user들의 수 이다.