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CDMA (Code Division Multiple Access: 코드분할다중접속)

미국 퀄컴사에서 북미의 디지털 셀룰라 자동차/휴대 전화의 표준 방식으로 대역폭 1.25MHz의 CDMA 방식을 제안하였으며, 1993년 7월 미국 전자 공업 협회(TIA)의 자율 표준 IS-95로 제정되었다.

CDMA는 여러 사용자가 동일한 주파수를 동시에 사용하고 각 송신자의 통화에 특별한 확산코드를 더하여 주파수 대역을 넓혀 송신하며, 부여된 코드에 따라 수신측에서도 부여된 것과 동일한 코드에 의해 자기에게 오는 통화를 구별해 내는 방식이다.

CDMA의 특징은 첫째, 아날로그 TDMA방식에 비해 대역폭당 사용자 채널을 최대 10~20배 증가시킬 수 있고, 둘째, 송신주파수가 광대역이므로 다중 경로 신호에 의한 주파수 선택성 페이딩에 강하며, 셋째, 비화성이 확보된다.

이와 같이 기존 방식보다 가입자 수용 용량을 증대시킬 수 있는 대용량이므로 대도시에 적합하고, 또한 서비스 지역의 광역화에 따른 셀 수의 감소와 주파수 계획이 간단한 장점이 있다. 이 밖에 스펙트럼 확산 기술을 도입한 W-CDMA(광대역 CDMA)방식은 IMT-2000용 무선전송기술로서 유력시 되고 있다.

이 기술은 통화자 각각의 음성신호를 디지털 신호로 변환하고, 변환된 신호에 통화자의 신분을 알 수 있는 암호(코드)를 부착하여 보내는 방식이다. 같은 주파수를 여러 명이 동시에 사용하느라 혼선이 발생해도 다른 사람의 것은 잡음으로 처리해 통화가 가능하도록 한다. 주파수 기술과 디지털 기술, 암호 기술이 복합된 CDMA 방식을 이용할 경우 이론상으로는 아날로그 방식(FDMA)보다 20배 이상의 통화량을 소화해 낼 수 있다고 한다.

흔히 쓰는 예를 들면, 여러 사람이 모여있는 파티장에서 의사 소통을 하고 싶을 때, GSM(TDMA)방식은 사람들이 자기가 말 할 수 있는 시간을 정해 놓고 그시간을 할당 받은 두 사람만 말을 할 수 있도록 하는 방식이고, CDMA방식은 모든 사람이 서로 다른 나라 말로 대화를 하는 방식이지요. 물론 그래도 목소리가 커지면 방해가 되니까 다 같은 정도의 크기로 말을 하게 합니다.

CDMA는 각각의 통화 마디와 데이터 마디에 코드를 붙여 동시에 여러개의 통신이 이루어지게 한 것이다. 예를들면 연회장 분위기는 전체적으로 시끌시끌하지만 연회장에 모인 많은 사람들은 저마다 주위 환경에 상관없이 상대방과 방해를 받지 않고 대화를 하는 것과 같다고 할 수 있다.

CDMA 방식은 가입자별로 다른 코드를 할당하기 때문에 코드 채널의 수만큼 여러 가입자가 동시에 통화할 수 있는 방식이다. CDMA 방식은 군사 통신에서 전파 방해나 도청 방지 등을 위해 무선 채널을 부호화하여 사용하던 방식인 스프레드 스펙트럼 확산 방식을 미국의 퀄컴사가 이동전화에 응용하여 개발한 것이다. CDMA 방식은 기존 한 채널의 아날로그 점유 주파수 폭을 확산시켜 광역 채널화(1.25MHz)하고 통화별로 각기 다른 코드를 부여하여 디지털화된 정보를 식별 코드와 함께 실어 전송함으로써 여러 가입자가 동시에 통화할 수 있는 방식인데 기존 아날로그 방식에 비해 약 10~20배의 수용용량을 가지며 TDMA 방식보다 매우 우수한 통화 품질을 제공한다.

CDMA 방식에는 협대역 CDMA(Narrowband CDMA)와 광대역 CDMA(Wideband CDMA)가 있으며 이들 양자간의 차이점은 다음과 같다.

협대역 CDMA 방식의 대표적인 것은 미국의 퀄컴사가 제안하여 현재 디지털 셀룰러 방식으로 사용중인 방식이 있는데 한 채널의 주파수 대역폭은 1.25MHz이다.

광대역 CDMA 방식은 한 채널의 주파수 대역폭은 5MHz 또는 그 이상이다. 따라서 음성 뿐만 아니라 데이터, 영상, 멀티미디어 서비스까지 가능해진다. 이 기술은 기존의 NCDMA에 비해 전송 대역폭이 넓으므로 전파의 Fading 영향이 적으며 고품질의 데이터 전송이 가능하게 된다.

GSM (Global System for Mobile Communications: 범유럽 디지털 셀룰러 통일 규격)

유럽 전기 통신 표준화 기관인 ETSI에서 제정한 디지털 셀룰러 이동 통신 시스템 표준. 상호 호환성이 없는 북유럽 각국의 NMT[Nordic Mobile Telephone], 영국의 TACS[Total Access Coverage Service], 프랑스의 RADIOCOM 등 유럽 각국의 다양한 아날로그 시스템을 단일 시스템으로 표준화하기 위해 1982년에 당시 유럽 전기 통신 표준 기관인 CEPT 산하에 설치된 이동 통신 기술 위원회[Group Special Mobile]의 이름을 따서 GSM 시스템이라고 하였다.

1989년에 유럽 연합의 방침에 따라 CEPT의 표준화 업무를 이관 받아 계승한 ETSI는 통일 표준의 이름을 범유럽 셀룰러 디지털 시스템[Pan-European Digital System]이라고 하였다가 다시 GSM이라는 현재의 이름으로 변경하였다.

GSM은 당초에는 900MHz대의 주파수를 사용하는 TDMA 방식의 디지털 셀룰러 시스템으로 1991년부터 상용화가 개시되었다.

이 방식은 아날로그 방식과는 호환성이 없고 ISDN과의 연동성을 중시한 시스템이다. 유럽 전지역에서의 로밍[roaming]이나 데이터 및 팩스 전송 등 여러 가지 특성을 가지고 있다. 1989년 영국 정부의 주도로 1.8GHz대의 150MHz를 유럽 개인 휴대 통신망[PCN]용으로 할당하고 GSM 개념을 유럽 PCN 표준으로 채택하였다. DCS 1800이라고 불리는 이 시스템은 GSM 표준을 새로운 주파수대에 적용하여 큰 셀과 작은 셀의 오버레이[overlay]를 수용하여 셀룰러 자동차/휴대 통신 서비스와 개인 휴대 통신 서비스[PCS]를 위한 망을 구성할 수 있게 한다.

GSM은 유럽에서는 무선전화에 있어 사실상의 표준이다. GSM은 전세계적으로 1억 2000만명 이상의 사용자를 가지고 있으며 120 개국에서 사용되고 있다. 많은 GSM 네트워크 운영자들이 외국의 운영자들과 로밍 규약을 맺고 있기 때문에, 외국을 여행할 때에도 사용자들은 자신의 휴대폰을 계속 사용할 수 있다.

IMT-2000 (International Mobile Telecommunications - 2000)

IMT-2000은 육상 및 위성 환경에서 음성, 고속 데이터, 영상 등의 멀티미디어 서비스 및 글로벌 로밍을 제공하는 유무선 통합 차세대 통신서비스를 뜻한다.

기존 전화나 ISDN과 같은 고정 통신망 서비스에 하나 이상의 무선 링크를 사용하여 접속하도록 하는 이동 통신 시스템으로 서비스 방식에 따라 북미방식인 동기식(Cdma 2000)과 유럽방식인 비동기식(W-CDMA)으로 나뉜다. 기존 통신 시스템의 가장 큰 문제점인 단말기의 이동성과, 전송 속도의 한계를 극복하여 지구상의 어떤 곳, 즉 사막이나 바다 한가운데서도 다양한 정보를 빠른 속도로 주고 받을 수 있도록 하는 통신 시스템으로 기대되고 있다.

사용 주파수 대역은 1885MHz에서 2200MHz로 기존의 통신 시스템에 의해 제공되던 서비스를 제공할 수 있다. IMT-2000이라는 이름에서 '2000'은 IMT에 할당된 주파수 대역이 2 GHz(즉, 2000 MHz)라는 것을 의미한다.

하나의 단말기를 통해 여러 가지 서비스와 접속할 수 있다. 예컨대 인터넷의 그래픽 접속, 멀티미디어 메일 교환, 대량의 데이터 파일 전송 등을 동시에 하면서 비디오 화상회의도 진행할 수 있다. 범세계적인 로밍 서비스와 무선 비디오 서비스도 가능하다.

그림: IMT-2000과 이동전화 시스템의 비교

그림: 이동통신의 발전방향

WCDMA (Wideband CDMA)

현재 사용되고 있는 GSM, PDC, cdmaOne(IS-95), US-TDMA(IS-136) 등은 제2세대 시스템. 제3세대 시스템은 멀티미디어 전송을 목적으로 개발되었고, 고화질 화상 서비스, 빠른 데이터 전송율 등 많은 기존 시스템과의 차별성을 가짐으로서 상상할 수도 없는 높은 부가가치를 창출할 것으로 예상.

WCDMA는 가장 많은 국가들이 채택하고 있는 제3세대 이동통신 시스템. 우리나라, 유럽, 일본, 미국 그리고 중국 등의 많은 기관들이 3GPP(3'rd Generation Project Group)을 구성하여 기술 스팩을 발전시켜 나가고 있음.

제3세대 통신시스템을 개발하고자 하는 의지는 ITU(International Telecommunications Union)의 WARC(World Administrative Radio Conference)의 1992년 회의에서 시작되었으며, ITU에서는 이 제3세대 시스템을 IMT-2000(International Mobile Telephony 2000)이라 일컫고 CDMA와 TDMA를 기반으로 하는 몇 가지 무선 접속 규격(air interface)을 정의.

애초 IMT-2000 시스템의 목적은 세계적으로 단일 무선 접속 규격을 만드는 것이었으나 여러 가지 정책적, 기술적인 문제들로 인해 어려워진 것이 사실. 하지만 W-CDMA는 유럽의 모든 나라와 우리나라, 일본을 포함하는 많은 나라들에서 제3세대 통신을 위한 무선 접속 기술로서 채택되어 있어 부분적으로나마 ITU의 목적에 가장 부합하는 규격.

HSDPA (high speed downlink packet access)

HSDPA는 WCDMA 표준에서 패킷 기반의 데이터 서비스를 가리키며, 5 MHz의 대역폭을 갖는 WCDMA 다운링크를 통해 최고 8~10 Mbps (MIMO 시스템에서는 20 Mbps)의 하향 데이터 전송속도를 제공한다. HSDPA의 높은 전송 속도는 16 QAM, 가변적인 에러 코딩 등과 같은 기술을 통해 성취된다. HSDPA는 UMTS 네트웍보다 향상된 기술이다.

WCDMA 역시 데이터 통신에 보다 적합한 이동통신 기술이지만 HSDPA는 이보다 한단계 더 올라선 기술이다. 이에 따라 SK텔레콤과 KTF는 그동안 가입자가 1만5000명 수준일 정도로 미미했던 WCDMA 시장이 보다 확대될 것으로 기대하고 있다.

로밍 (Roaming)

로밍(Roaming)이란 육상 이동 전화 서비스에서 가입지의 이동 통신망을 벗어나 이동 전화를 사용하는 것을 의미한다. 즉 여러 이동전화 사업자들이 서로간에 약정하여 이를 통해 무선 네트워크에서 자신이 등록되어 있는 통신 사업자의 서비스 지역에서 다른 통신 사업자의 서비스 지역으로 서비스의 중단이나 접속의 단절 없이 이동할 수 있도록 해준다.

로밍 서비스는 해외에 나갔을 경우 더욱 유용하게 쓰이는데, 그 나라의 서비스에 별도로 가입하지 않고도 사용할 수 있다는 편리성 때문에 호응을 얻고 있다.

미국은 이미 전국적인 로밍 서비스가 이뤄지고 있다. 유럽의 경우 A국의 이동 가입자가 B국으로 들어가면 그 지역의 이동 통신망에서 그의 진입을 확인하고 행방을 가입지 이동 통 신망에 통지함으로써 통화가 가능하게 한다. 국내에서도 이미 이동통신사업자들이 로밍 서비스를 시작했다.