01. Introduction

Wireless Network의 역사

1896 - 마카로니가 무선 전화를 발명 : 영숫자를 아날로그 시그널로 encoding함, 대서양을 가로질러 전자신호를 보냄

1970 - AT&T와 벨 연구소가 통신위성을 띄움

이후로 무선 기술은 라디오, TV, 휴대전화..를 통해 발전하였으며, 최근에는 무선 네트워킹, 셀룰러 기술, 모바일 앱, IoT기술로 발전하고있음.

ex) WLAN, Wi-Fi, ZigBee, RFID...

 

Cellular Telephone

cell은 통신의 기본단위로, 이동 통신에서 하나의 기지국이 포괄하는 지역을 가리키는 개념이다. 이동 통신에서는 제한된 주파수 자원을 보다 효율적으로 사용하기 위하여 넓은 지역을 작은 셀로 나누고 셀 중간에 위치한 기지국이 특정 주파수를 사용하여 서비스를 제공하고 있으며, 일정 거리 이상 떨어진 기지국에서 다시 동일한 주파수를 재활용하여 서비스함으로써 주파이용효율을 높이고 있다.

 

 

Frequency ,주파수

전파가 공간을 이동할 때 1초 동안에 진동하는 횟수를 말한다. 1초 동안에 한번 진동하면 1 헤르쯔(Hz)라 하고, 1천 번 진동하면 1킬로헤르쯔(KHz), 100만 번 진동하면 1 메가헤르쯔(MHz), 10억 번 진동하면 이를 1 기가헤르쯔(GHz)라고 한다.

Frequency(주파수)가 높을수록 data rate(데이터 전송 속도)와 throughput(데이터 전송량)이 증가한다.

Frequency(주파수)가 높을수록 더 많은 power가 요구되며 벽과 같은 구조에 영향을 받는다.

 

Global Cellular Network Generations

1G - 아날로그/ 음성통화가 가능한 최초의 이동통신

2G - 문자와 사진과 같은 multi media service를 제공함 / 더 높은 cost 발생

3G - 영상통화와 인터넷이 가능해짐 / UMTS, CDMA2000과 같은 기술 적용 /

4G - 스펙트럼 효율이 높아짐 / 롱텀에볼루션(Long Term Evolution, LTE)

5G - 빠른 속도(4G 20배) / AR,VR,IoT와 같은 기술 구션

 

Wireless 종류

- 장거리 : Cellular 3G,4G,5G

- 로컬 : Wi-Fi

- 단거리 : 블루투스, ZigBee

 

Wireless 문제점

- 물리적 한계 : 파장의 특성이 달라 전달받는 시그널이 온전하지 않음

- 정책 문제 : 서로 다른 두 회사의 기기 간의 통신, 서로 다른 국가에서 서로 다른 정책 존재

Wireless 문제해결을 위한 접근

1) Modulation, 변조

  : bit 전송을 위해 signal 형식을 사용

2) Error control coding

  : error 탐지를 위한 extra bit를 사용

3) Adaptive modulation and coding

  : 상황에 따라 전송을 다르게함

4) Equalization

  : multipath, 둘 이상의 경로를 통해 전파

5) Multiple-input multiple-output system

  : 다중 안테나 사용

6) Direct sequence spread spectrum

  : bandwidth를 늘려 수신이 잘되도록 함

7) Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM)

  : 스펙트럼 효율을 늘림