RF IC

이종욱·2024년 1월 23일

Multiple-Access(다중 접속 기술)

왜 필요하나?

무선통신의 수요가 증가함에 따라 주파수 자원이 고갈되어 가기 때문에 한정된 주파수 자원을 효율적으로 이용하기 위해 Multiple-Access가 등장

이게 뭔데?

쉽게 설명하자면 주파수 대역폭 자원을 잘~ 분배하고 최대한 많은 User들이 안정적인 무선통신을 하게끔 하는 기술

종류

1.FDMA(Frequency Division MA) :

주파수 분할 방식, 원하는 통신 신호의 대역폭만큼 전체 대역폭을 나눔. 가장 기본적.
아날로그 통신 시절에 자주 사용한 느낌?
ex) 긴 바게트 빵 사서 소분한다고 생각하면 됨

2.TDMA(Time Division MA) :

시분할 방식, 디지털 신호들의 샘플링 시간차를 이용하여 같은 주파수로 동시 전송. 구조 간단해서 구현 쉬움, 게다가 low cost
디지털 통신 넘어오면서 사용하게 된 느낌?
ex) 1/10mS 단위로 샘플링 되고 있다면 이론적으로 한 주파수 채널에 10개의 각각 다른 타이밍(시간차)으로 샘플링된 신호가 서로 간섭을 일으키기 않고 공존할 수 있게 된다. 주파수는 동일

장단점은 공부 더 필요할 듯
장점

채널 잡음에 대해 내성이 강하다.
경로변경이나 회선교체/전환이 용이하다.
아날로그 필터 대신 IC를 사용하므로 장치 단가가 싸진다.
디지털 데이터를 전송하는데 별도의 장비가 필요없다.
같은 주파수 대역 내에서 더 2~3배 많은 회선을 수용할 수 있다.

단점

한 채널이 FDMA보다 주파수 대역을 많이 차지한다
표본화 잡음/ 양자화 잡음 등의 새로운 디지털 잡음이 존재한다.

3.CDMA(Code Division MA) :

코드 분할 방식, 대역확산(spread spectrum) 방법을 이용하여 같은 주파수로 동시 전송. 구조 복잡하지만 비화성능이 우수하고 주파수효율(frequency efficiency, 대역폭 대비 효율, 허가된 주파수 대역폭에 대해 실제로 사용되는 주파수 대역폭의 백분율, 주어진 대역폭 내에서 최대로 가능한 데이터 전송률 등)가 가장 높다.
FDMA나 TDMA가 주파수나 시간을 쪼개어 여러 사용자가 동시에 통신을 하는 다중환경을 만들었다면, CDMA는 코드(code)를 이용하여 여러명이 다중통신을 하는 시스템이다. 사용자마다 고유코드(Long code, PIN)가 있음.

*비화성능: 암호화 성능이라고 보면 됨

*비화: 비화기(祕話機) 또는 스크램블러(scrambler)는 원거리 통신에서 전하고자 하는 메시지를 암호화하거나 시그널을 뒤섞어 메시지를 해독불능하게 만드는 장치이다. 이렇게 처리된 메시지는 적절한 복호화 장치를 갖춘 수신기로 수신하지 않으면 알아들을 수 없게 된다.

*대역확산(Spread spectrum):

직접확산방식(Direct sequence), 시간도약방식(Time hopping), 주파수도약방식(Frequency hopping). 예전에는 간섭과 도청이 없는 시스템을 구성하려고 주파수도약방식을 많이 사용하였으나, 현재는 소자의 고속화가 진행됨에 따라 직접확산방식이 주로사용되고 있다.
대역확산 방식의 특징을 요약하면, 첫째로 확산코드를 이용해서 대역확산을 하므로 비화 특성이 매우 우수하다는 것이고, 둘째는 확산과 역확산 과정을 거치기 때문에 외부의 협대역 간섭에 매우 강한다는 것, 셋째로 주파수 대역이 넓어서 마치 주파수 다이버시티 효과를 얻을 수 있어서 페이딩에 강하다는 것으로 요약할 수 있다.

근데 왜 데이터와 확산코드를 곱할때 데이터가 1일땐 and연산 0일땐 nor연산일까... => 그냥?
비트 곱셈도 조금 이상한데...

Spread spectrum 참고자료
http://www.rfdh.com/bas_com/3-3.htm
http://www.rfdh.com/tech/cdma/cdma_spread.htm