[Cellular networks] single-hop

출처 : http://blog.naver.com/zizz37?Redirect=Log&logNo=70148414094

Cellular Network

 Cellular phone, 휴대전화를 10년 가까이 사용하고 컴퓨터공학과 학생으로 네트워크 관련된 수업을 들었음에도 불구하고 이 휴대전화의 통신 구조가 어떻게 구성되어있는지 부끄럽게도 아는 바가 거의 없어 개념과 구조를 조사해보고자 한다.

 Cellular Network(Mobile Network)는 이동통신망에서 Cell이라 불리는 하나의 기지국이 포괄하는 육각형의 지역(세포모양)으로 분포된 Radio Network이다. Cellular phone이라는 말도 여기서 유래하였다. 제한된 주파수 대역을 다수의 사용자가 이용하도록 하기 위해서 주파수 대역을 달리하는 몇 종류의 셀을 조합하여 서비스 지역을 확대할 수 있다. 이 뿐만 아니라 대부분의 공공 또는 민간네트워크에서 사용 될 수 있을 정도로 유연하고, 증가된 용량, 감소된 전력, 확장된 서비스영역, 다른 신호의 간섭 축소 등의 장점이 있다.

 왜 세포 구조인가? 

 초기 이동통신기술은 모두 한정된 무선 주파수를 작게 나누어서 여러 명의 가입자들에게 사용하도록 하는 주파수 분할접속 방식(FDMA : Frequency Division Multiple Access)이란 기술이 사용되었다. 무선 주파수는 특성상 근접한 주파수 대역간에는 간섭 현상을 발생시키는데 이 문제는 통화 품질에 중요한 영향을 미치기 때문에 여러 개의 세분화된 주파수들간의 간섭을 최소화하면서도, 전파가 도달하지 않는 지역(음영지역)을 최소화하기 위해 개발된 것이 바로 육각형 모양의 세포모양으로 기지국의 커버리지를 구분하는 것이다. 아래 그림과 같이 사업자들은 사용자가 늘어남에 따라 기지국을 추가로 구축할 때 인접 주파수와는 다른 주파수를 사용하는 기지국들을 주변에 설치하여 주파수 간섭현상을 최소화하면서 음영지역도 최소하게 기지국 위치를 설계한다.

Cells

 Cellular System의 기본적인 지리적 단위로 육각형으로 표시된다. 실제 지형에서는 자연

환경 및 구조물로 인해 완벽한 육각형태는 아니다.

Clusters

 Cluster는 Cell들의 Group을 의미한다. 한 Cluster내에서 채널은 재사용

될 수 없다. 오른쪽 그림에서 진한 선으로 이어진 부분을 한 그룹으로 볼 수 있다.

Frequency Reuse

 동일한 주파수로 이루어진 Cell들의 Group, Cluster를 적당한 거리를 유지하여 재사용 할 수 있다.

Cell Splitting

 도시와 농촌의 인구 수가 차이가 나는 것과 같이 지역마다 통신 사용량이 차이가 나게 되고 이로 인해 도시 같은 경우 heavy-traffic이 발생 하는데 이를 해결하기 위해서 Cell Splitting을 이용하여 traffic이 몰리는 곳은 Cell을 더 세분화하여 나눔으로써 이 같은 문제를 해결하는 방법이다.

Handoff(Handover)

 모바일 장치가 이동함에 따라 기존에 있던 Cell의 서비스구역에서 벗어나게 되는 경우가 생기는데 이 때 신호가 약해지면 기존의 기지국이 이동하려는 기지국에 Handoff를 요청하여 자연스럽게 주파수 채널을 변경함으로써 이동중 통화가 끊기거나 방해받지 않도록 하는 기능이다.

 

 이로써 Cellular Network의 간단한 개념과 망구조, 그리고 기능들을 살펴 보았는데 한글로 된 참고자료가 별로 없어서 이해가 부족하다고 생각되지만 어렴풋이라도 알게 된 것 같다. 기회가 된다면 좀 더 관심을 가지고 공부해 보아야겠다.

# Reference

http://en.wikipedia.org/wiki/Cellular_network

http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%85%80_(%EC%9D%B4%EB%8F%99_%ED%86%B5%EC%8B%A0)

http://www.gsmfavorites.com/documents/introduction/gsm/

http://blog.naver.com/cache798?Redirect=Log&logNo=130009018143

[출처] Cellular Network|작성자 지쯔