3G 이동통신 시스템의 발전, CDMA-2000

제3세대 이동통신 기술 

 IMT-2000 및 UMTS는 최상의 3G 이동통신 시스템입니다. 기본적으로 음성, 데이터, 화상통신 등 멀티미디어 데이터 서비스는 물론이고, 기존의 셀룰러 네트워크, 코드리스 전화 네트워크, 고정 네트워크, 위성 네트워크 등 다양한 시스템을 표준화된 무선 접속 규격에 따라서 통합하여 고속 멀티 서비스를 제공합니다. 글로벌 로밍 서비스도 제공하는 것을 포함 한 것이 3세대 종합 이동 통신 서비스 시스템이라고 할 수 있습니다. 즉, 유선전화보다 우수한 통화 품질과 국제 로밍이 가능한 시스템으로 표준화하고 무선 전송 기술에 대한 국제 표준으로 확정된 통일 규격을 선정하여서 고속 데이터의 광대역 시스템을 구축한 것입니다. 대표적인 2세대 이동통신 기술인 GSM, PDC, CDMAOne 기술은 아주 복잡하고 데이터양이 증가한 3세대의 WCDMA, CDMA-2000으로 변화, 발전하였습니다. 또한, 무선 기술 지지자는 제3세대 기술에서 모바일 TV나 인터넷 엑세스 등과 같은 중요한 서비스의 전달에는 다소 결점이 있다고 지적했으나, 3세대의 LTE(Long Term Evolution) 기술에 의하여 이러한 3세대 기능성은 크게 강화되었습니다. 

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 주로 군사 목적으로 사용되던 이동통신 서비스가 1980년대 초에 본격적으로 상용화된 이후 ITU에서 주관하는 3세대 이동통신 기술인 IMT-2000은 기존의 통신 방법이 혁신적으로 개선되는 새로운 이동통신 표준을 말하는 것입니다. 세계 어디서나 하나의 단말기를 이용하여, 음성, 데이터, 영상 전송 등의 멀티미디어 통신까지 가능한 이동통신 표준으로 3G 이동 통신 시스템의 구현을 위한 것입니다. 2000년대에 일반 대중이 널리 사용하고 있는 디지털 셀룰러 이동전화 시스템은 제2세대 시스템으로 제1세대 전화의 아날로그 기술을 새로운 디지털 기술로 대체한 것이었습니다. 1세대보다 개선된 통화품질과 서비스를 제공함으로 초기의 이동전화 시스템에 비해 획기적인 발전을 이룩하였습니다. IMT-2000을 비롯한 3세대 이동통신은 2세대보다 더욱 발전할 것으로 보입니다.

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[그림 1] - 이동 통신의 세대별 발전.

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IMT-2000

 IMT-2000은 유럽 및 일본 중심의 비동기 방식과 북미의 동기 방식으로 구분됩니다. 표준화 기구인 3GPP는 유럽 및 일본을 중심으로 1999년부터 Release 99를 시작으로, 2002년 Release 5를 발표하였습니다. IMT-2000의 Core Network는 GSM 기반의 GSM-MAP 방식을 사용하여서 Air Interface의 경우 위성을 이용하지 않고 기지국과 중계국 간의 동기화를 통하여 데이터를 전송합니다. 고속 무선 데이터의 전송을 구현하기 위해서 1x Carrier를 3개 결합한 MC 3x Carrier를 사용하여 최대 전송속도 2Mbps를 가지는 CDMA-2000 규격으로 진화하였습니다. CDMA-2000은 차세대 이동통신 서비스를 구현하기 위한 기술의 하나로 미국이 주도하였으며, 주파수 대역폭을 3개의 채널로 나누어 상용화하기 때문에 협대역 또는 MC라고 부릅니다. 1x는 CDMA-2000 기술의 진화에 따른 표현 방식으로 데이터 전송 속도를 144kbps까지 올릴 수 있습니다. 이후의 3x는 2Mbps의 전송속도로 데이터를 주고받았습니다.

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CDMA-2000

 CDMA-2000 기존의 IS-95A, IS-95B 등의 이동통신 서비스망에서 진화한 IS-95C 네트워크를 이용하여, 기존의 네트워크의 데이터 전송속도인 14.4kbps, 56kbps보다 훨씬 빠른 144kbps의 전송속도로 무선 인터넷이 가능해진 서비스입니다. 이 CDMA-2000 1x 서비스를 통하여 기존의 음성 및 WAP 서비스의 품질 향상은 물론 각종 멀티미디어 서비스의 제공도 가능하게 됩니다. 주파수 대역은 1.25 MHz를 사용하며, 1x EV는 크게 DO(Data Only)와 DV(Data and Voice)로 구분되어 있습니다. 
CDMA-2000 서비스는 기존의 IS-95C네트워크를 이용하여 1x 방식에 비해 3배 높은 데이터를 전송할 수 있는 방식으로, 이것을 MC 방식으로 칭하고 있습니다. 주파수 대역은 동기식일 경우 수신부의 1.25MHz를 사용하고 송신부와 비동기식은 5MHz를 사용하였습니다. CDMA-2000 EV-DO는 패킷 데이터 전용의 프로토콜로 기존의 1x eV를 의미합니다. 반면의 DV는 고속 패킷 데이터와 음성을 동시에 사용 가능합니다. CDMA-2000 발전된 기술의 형태로 보다 10배 이상 빠른 2.4Mbps의 전송속도를 가지고 있습니다. CD 수준의 음악이나 실시간 TV 시청과 같은 멀티미디어 기능이 가능하고, 비동기 방식 IMT-2000의 최대 장점이라 꼽히던 화상전화까지 구현된 혁신적인 기술 방식입니다. 

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W-CDMA

 W-CDMA 시스템은 높은 음성 품질을 가지고 이동성을 보장하며, PCS에 응용될 수 있는 기술입니다. 음성 코딩을 위해서는 32kbps ADPCM을 채택하였고, 시속 100km의 속도로 이동하면서도 통화할 수 있습니다. ADPCM(Adaptive Differential Pulse Code Modulation)은 적응 차등 펄스 부호 변조이며, 음향의 빈번한 표본을 취하고, 추출된 음향 변조 값을 이진 형태로 표현함으로 음향이나 아날로그 정보를 이진 정보로 변환시키기 위한 기술입니다. 차분 펄스 부호 변조(DPCM)에서 양자화의 단계 폭을 신호의 진폭에 따라 적응적으로 예측치와 실제치의 차를 부호화하여 전송합니다. ADPCM 방식은 표본화 주파수를 8kHz로 하고 차분 양자화 비트 수를 4비트로 압축하여, 32kbps로 전송하는 규격과 표본화 주파수를 16kHz로 하고, 차분 양자화 비트 수를 14비트로 압축하여, 64kbps로 전송하는 규격으로 구분되어 있습니다.

 

 

 

CDMA 발전과 대역확산 기술, PCS 시스템

 

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