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| 자동제어계측 |
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 제목 |
멀티미디어 이동통신 |
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| 분류 |
자동제어계측 > 프로그램 |
작성일 |
2006-07-20 |
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| 다운 |
0 |
조회 |
2491 |
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| 작성자 |
admin   |
평점 |
0
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1. 서론
이동통신은 새로운 주요통신 미디어로서 세계적으로 수요가 급속히 신장 하고 있다. 이동통신의 발전은 확실히 "통신의 개인화"를 가속시키고 모든 사용자에게 서비스 휴대성을 제공할 수 있는 개인 이동 통신사회의 실현을 현실화한다.
더욱이 통신의 개인화는 음성통신의 영역에 머무르지 않고 데이터, 화상 정보도 통합적으로 취급하는 멀티미디어 무선액세스 휴대 단말의 수요를 가속시키고 이동통신은 "서비스의 멀티미디어화"로 발전할 것으로 기대된다.
멀티미디어 이동체 통신시스템은 정보통신에 관한 모든 기술의 집대성이라 말할 수 있다. 멀티미디어 이동체 통신기술은 무선기술, 네트워크 구성 기술, 음성/화상 부호화 기술, 하드웨어 기술, 소프트웨어/OS 기술로 크게 나눌 수 있다.
이것들을 각각 세분화하여 보면 무선 기술은 액세스 기술, 변복조 기술, 회선제어 기술, 셀 구성기술, 안테나 기술, 오류정정 기술로 나눌 수 있고 네트워크 구성 기술은 번호방식, 과금 방식, 인텔리전트 네트워크, 로밍 기술, 프로토콜 변환 및 미디어 변환, 오브젝트 통신 기술, ATM 기술, 클라이 언트 서버, 보호기술이 고려되며 음성/화상 부호화 기술은 음성 부호화, 화상 부호화, 멀티미디어/하이퍼미디어 기술들이 고려된다.
그리고 하드웨어 기술은 소경량화, 저소비 전력화, 전지, 다기능화 기술 들이 고려되며 소프트웨어/OS 기술은 사용자 접속, 네트워크 프로토콜이 고려된다.
본고에서는 멀티미디어 이동체의 네트워크 구성 기술 중의 인텔리전트 네트워크 관련 기술과 이동체 통신의 음성.화상부호화 관련 기술 그리고 무선액세스 기술을 중심으로 기술하고자 한다.
2. 무선액세스 기술
1) TDMA 방식의 특징
TDMA 방식은 프레임이라고 하는 주기로 구분하고 다시 프레임을 몇 개의 슬롯으로 분할하고 이를 호마다 할당하여 채널을 구성한다. 음성, 데이터 신호에 상당하는 비트열은 프레임 동기마다 압축시켜 할당된 슬롯내에서 버스트라고 하는 간헐적인 반송파에 실려서 송신된다.
하나의 반송파로 복수채널을 다중화하기 위해서 채널마다 주파수를 할당하는 FDMA 방식보다도 기지국의 전송기기 대수가 적어서 좋고 경제적이다. 또한 복수의 파를 함께 증폭할 때 상호 변조에 의해 발생하는 Spunious가 작다는 이점이 있다. 그러나 다중화 수의 증가에 따라 전송 속도가 높아지면 수신신호는 다중 경로 페이딩의 영향을 받아 일그러지기 쉬워진다.
이러한 이유로 이미 실용화된 디지털 자동차 전화시스템(PDC), PHS(per- sonal handy-phone system)에서는 복수의 반송파를 이용하고 각각의 반송파에 대하여 비교적 다중화의 수가 적은 TDMA를 채택하여 1셀당의 채널수를 확보하고 있다.
2) CDMA 방식의 특징
CDMA 방식은 스펙트럼확산 기술을 이용하고 정보신호가 필요로 하는 대역폭보다도 충분히 넓은 대역폭을 사용하여 전송하는 방식이다. 직접 확산 CDMA 방식은 대표적인 CDMA 방식이고, 정보신호보다 높은 주파수로 교번하는 확산신호를 정보신호에 누적하여 확산을 실행한다.
각 사용자는 동일한 주파수, 시간을 공용하고 각 채널에는 서로 직교하는 확산신호를 할당하며 이 부호에 따라서 송신측에서 확산하고 수신측에서 역확산하여 채널을 분리시킨다. CDMA를 위한 주요 기술로서는 송신전력제어 및 확산부호기술이 있다.
* 원근문제와 송신전력제어
기지국과 각 이동체간의 거리, 전파전송경로는 각각 다르다. 그러므로 기지국측에서는 원격지 이동체로부터의 신호는 전계가 약하고 전계가 강한 근거리의 이동체로부터의 신호에 의해서 큰 간섭을 받는다. 이것을 원근 문제(Near/Far Problem)라고 한다.
이것을 피하기 위해서 기지국측에 있어서 각 이동체로부터의 수신전계를 동일한 레벨로 하면 되고 실제로 이때가 최대 채널용량이 된다. 최대 채널 용량을 얻기 위해서는 이동체가 이동하는데에 수반하여 송신전력을 변화시킬 필요가 있는데 이것을 송신 전력제어라하고 개루프 제어 폐루프 제어로 분류된다.
* 확산부호
CDMA 방식에서 채널분리는 확산부호의 직교성으로 이루어진다. 확산 부호의 성질은 동상시 이외의 자기상관치 및 상호 상관치가 모두 작고 부호의 종류를 많게 하는 것이 바람직하다. Gold 부호는 이러한 특성을 비교적 잘 만족하는 부호로서 널리 이용되고 있다.
그러나 확산부호에 정보 변조를 하였을 때 정보심볼의 변화점에서 상관치가 열화하는 기상관등의 문제도 있고 이상적인 직교성을 확산부호만으로 확보하는 것은 곤란하다. 북미 CDMA 셀룰러에 이용되고 있는 확산부호와 같이 확산부호의 주기를 1 정보심볼과 같게 하지 않고 그보다도 충분히 긴 주기의 하나의 랜덤 부호계열을 사용하여 그 계열의 서로 다른 위상을 각 이동기기에 부여하는 방법도 있다. 이경우 일반적으로는 부분 상관에 의해 역확산 처리 된다.
3) 다원접속방식의 비교
* 동일채널 간섭
* 채널용량
* 다중경로 페이딩 대책
* 핸드오프
3. 이동체 통신의 음성/화상 부호화 기술
1) 음성/음향 부호화 기술
* 주파수대를 효율적으로 이용하기 위한 고능률, 저속 방식
* 잡음환경에서도 양호한 음질의 전송
* 페이징에 의한 전송에러에 대한 강인성을 확보
* 소규모 하드웨어로 실현 가능을 들 수 있다.
2) 정지화상 처리 기술
미디어의 하나인 정지화상의 주요한 처리기술은 부호화와 표시기술이다. 전자는 통신의 효율화, 축적매체를 포함하는 기기의 소형화를 도모하는 기술이고 후자는 정지화상을 특정 표시 소자상에 가시화하는 기술이다.
정지화상의 응용은 FAX 통신 서비스로서 이용된다. 개인이동통신에의 응용은 이와 같은 기존 서비스의 적용을 우선 들 수 있다. 여기서의 부호화 방식은 2진 화상을 대상으로 한 런길이 부호(MH, MR 및 MMR)가 이용되고 있다. 이 방식은 현재의 범용 프로세서로 충분히 처리할 수 있고 텍스트, 선 도형을 중심으로 한 문서 화상의 전송에 효과적이다.
3) 동화상 부호화 기술
동화상의 데이터량은 다른 미디어와 비교하여 대단히 많고 예를 들면 비디오 신호는 100Mbps 이상이라고 한다. 동화상의 압축 즉 부호화는 intero- perability를 위하여 표준화가 활발히 추진되고 있고 예를 들면 ITU-T나 ISO/IEC의 활동이 유명하다.
TV 전화/회의용으로서 ITU-T에서 표준화된 H.261은 64K에서 2Mbps의 비트 레이트를 대상으로 하고 있고 실시간 통신이 기본이다. 이에 반하여 ISO/IEC JTC1/SC29/WG11에서 표준화된 MPEG1은 CD나 DAT 등의 축적 미디어에의 응용을 주로 고려하고 있고 1.5Mbps 정도를 상정하고 있다.
MPEG2(ISO/IEC와 ITU-T 합동)은 축적, 방송, 통신 등의 대부분의 영역을 수용하는 범용 부호화 방식이다. 비트 레이트는 압축기법과 해상도로 규정되어 있지만 예를 들면 대표적인 main profile에서는 4M로부터 HDTV 대응 80Mbps로 되어 있다.
4) 멀티미디어 부호화 기술
각종 미디어의 부호화 방식의 표준화로 단일미디어 간의 정보 교환이 가능해 졌다. 그러나 여러 가지 미디어를 통합적으로 취급하려고 할 때 예를 들면 음성과 화상을 통합적으로 사용할 때 음성과 화상의 동기를 시킬 필요가 있다. 그리고 개인이동통신에 있어서 멀티미디어의 이용은 회화형 조작성의 향상, 새로운 서비스의 창출을 기대하게 한다.
여기서 새로운 멀티미디어 응용을 위한 데이터 교환의 규격으로서 설정된 MHEG(Multimedia and Hypermedia Information Coding Experts Group)에 대하여 언급한다. MHEG의 표준화는 ISO/IEC JTC1/SC29/WG12에서 추진하고 있다. 응용측의 요구로서,
* 휴대형 단말에도 표시제어가 가능하도록 간단한 처리 시스템을 가질 것
* 데이터간의 동기 관계, 표시 공간의 위치 관계를 기술할 수 있을 것
* 하이퍼 미디어적 정보 검색이 가능할 것
* 각각의 미디어에 대하여 데이터 포맷을 취급할 수 있을 것을 고려하면서 사양의 개발이 추진되고 있다.
4. 이동체 통신의 인텔리전트 네트워크
1) 통신의 개인화
* 서비스 휴대성과 Universal Mobility
* 이동성 관리
* 액세스 영역의 확대
2) 서비스의 멀티미디어화
* 이동 멀티미디어 통신
* 이동 패킷 통신
* 이동 ATM 방식
3) 네트워크의 인텔리전트화
* 인텔리전트 이동 통신 네트워크
* 신호방식
5. 결론
본 고에서는 개인이동통신의 무선액세스 방식으로서 TDMA 방식과 CDMA에 대하여 논하고 각 미디어의 정보압축기술 및 표준화에 대한 기술과 앞으로의 이동통신 네트워크 구성상 기술적 과제를 개관하였다.
제 3세대 이동체 통신으로서 사용자의 급속한 증가와 더불어 음성, 화상, 고속 데이터 통신 등의 전송 속도에 대응한 통신방식의 개발, 전송품질 및 서비스 품질의 향상과 단말가격 및 회선 사용료가 점점 싸질 것이다.
이러한 요구에 대응하여 어떠한 액세스 방식이 적합할 것인가를 생각해 볼 필요가 있다. TDMA 방식은 주파수 이용 효율 관점에서 다이나믹 채널할당 방식이나 캐리어 스위칭 TDMA 방식, 전송/서비스 품질 향상의 관점에서 무순간 단절 hand-off 기술, 분산제어에 의한 기지국간 프레임 동기기술, 전송 속도의 고속화에 대응한 페이딩에 대응한 기술 등이 검토되고 있다.
CDMA 방식은 높은 주파수 효율을 어떻게 실현시킬 것인가가 핵심이고 송신 전력제어기술을 비롯한 다양한 기술 개발을 하여야 할 것이다. 그리고 현재의 이동 통신에서는 음성, 정지 화상을 전송할 수 있는 정도이지만 화상 정보의 전송을 위하여 좋은 방식의 개발이 진행되고 있으며 개인이동통신에 멀티미디어가 곧 적용될 것으로 기대된다.
자료출처 : LG텔레콤 |
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