Channelization

• A mechanism to divide the medium into multiple channels using time, frequency, and code division techniques

FDMA

• bandwidth를 여러 frequency sub-channel로 나누고,
  sub-channel들을 서로 다른 user에게 할당한다
  

• sub-channel들 사이에 guard band가 필요하다

• 예를 들어, 20MHz를 1MHz짜리 sub-channel들로 만들려고 하는데
  guard band가 100kHz만큼 필요할 때,
  실제로 하나의 sub-channel이 차지하는 게 1.1MHz 이므로 (맨 마지막 하나 빼고)
  만들 수 있는 최대 sub-channel 개수는 18개이다.
  (1.1 x 18 = 19.8)

• 따라서, 무작정 너무 잘게 나누는 건 문제가 생긴다.

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TDMA

• channel을 여러 time slot으로 나누고,
  time slot을 다른 user들에게 할당한다
  

• FDMA보다 flexible하다.
  user별로 traffic이 다를 때, 동적으로 할당 비율을 바꿔줄 수 있다.

• 하지만, node들 사이에 time synchronization을 요구하는 점이 어려운 문제이다

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CDMA

• 여러 node들이 같은 주파수를 이용해서 같은 시간에 transmit한다
• signal들이 섞이지만, code division technique를 이용해서 구분해낼 수 있다.

과정

• 4개의 node가 데이터를 보낸다고 하자
  c : 나한테 배정된 code
  d : 내가 보내야 하는 data (0 or 1)

• code들은 각 node에게 배정되는데, 각각의 code는 다음과 같은 특징을 갖는다
  • $c_i * c_j = 0,\,\,\,\,if\,\, i ≠ j$
  • $c_i * c_i = 4$ (number of nodes)

• node가 data를 보낼 때, data와 code를 곱한다 ($d_i * c_i$)
• 4 node가 모두 전송했다면, mixed data는 다음과 같다
  • $d_1 * c_1\, + \,d_2 * c_2\, + \,d_3 * c_3\, + \,d_4 * c_4$

• receiver가 data를 받으면, sender's code를 곱하고,
  number of nodes(4)로 나눈다

예시

• 위와 같은 코드는 CDMA에서 이용될 수 있다

  • 자기 자신과 곱하면(inner product), 결과값은 4
  • 다른 코드와 곱하면, 결과값은 0

• transmit data가 CDMA를 이용해서 전송되면,
  다음과 같은 규칙을 정한다

  • Data bit 0 -> -1
  • Data bit 1 -> +1
  • Silence(보낸거 없을 때) -> 0

• node1 sends 0,
  node2 sends 0,
  node3 does NOT transmit,
  node4 sends 1.

• transmitted signals
  

• 만약, node3가 node2의 data를 알고 싶으면 어떻게 해야 할까
• 위에 설명했듯이, received data에 node2의 code를 곱하고,
  number of nodes(4)로 나눈다
• 이 과정을 통해 node2는 bit 0를 보냈다는 것을 알 수 있다.
  

Generating CDMA chips

• CDMA chip들을 generate하기 위해서,
  Walsh table을 이용한다

• Invert only the last(bottom-right) component in the generated matrix

• The columns of the matrix become the CDMA codes
  

• user가 2명이면 w2를 이용하고,
  3~4명이면 w4를 이용한다.