다원접속방식(Multiple Access)의 특징 / 펄스(Pulse)신호-시분할 방식

다원접속방식(Multiple Access)의 특징 / 펄스(Pulse)신호-시분할 방식

 

1. 다원접속방식(Multiple Access)의 개요

이동통신이나 위성통신에 있어서 다수의 사용자가 주파수나 시간 자원 등의 통신자원을 공유하게 되는데, 되도록 많은 사용자가 제한된 통신자원을 고유토록 하기 위하여 다원 접속방식이 사용된다. 다원접속방식의 선택에 따라 시스템 구조나 성능상의 많은 차이가 나기 때문에 다원접속방식은 매우 중요한 분야라 할 수 있다.

다원접속방식은 일반적으로 3가지 방식이 있다.

- 주파수 분할 다원접속(FDMA : Frequency Division Multiple Access)

- 시분할 다원접속(TDMA : Time Division Multiple Access)

- 코드분할 다원접속(CDMA : Code Division Multiple Access)

또한 다원접속방식과 구분하여 한 가입자가 쌍방향으로 동시통화하기 위해서 양방향 통신(Duplexing) 기술이 필요한데, 이에는 송수신 주파수 이격을 둔 FDD(Frequency Division Duplexing) 방식이 주로 쓰이며, 일부 시스템에서는 TDD(Time Division Duplexing) 방식도 사용되어지고 있다.

 

 

2. 다원접속방식별 특징

1) 주파수분할 다원접속

주파수분할 다원접속방식은 시간은 공유하면서 주어진 주파수 대역을 여러개의 소구간으로 나누어 여러 사용자가 각기 다른 주파수 구간을 사용하므로써 주파수가 서로 겹치지 않도록 하는 것이다.

하나의 송신기에서 여러 사용자에게 주파수 대역을 나누어 신호를 전송하고 수신측은 자기의 주파수대역에 있는 정보만 수신하는 것을 주파수분할다중화라 하고 기지국에서 이동국방향으로 전송시 사용되며, 여러개의 송신기가 할당받는 자신의 주파수 대역에 신호를 실어서 하나 혹은 여러개의 수신자에게 송신하는 것을 FDMA라 하며 이동국에서 기지국 방향으로 사용되어 진다.

 

2) 시분할 다원접속

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시분할 다원접속방식은 하나의 반송파를 여러 사용자가 공유하면서 시간축을 여러개의 시간구간으로 나누어서 사용자가 자기에세 할당된 시간구간을 다은 사용자의 시간구간과 겹치지 않게 하여 다중통신을 하는 방식이다.

시분할 다원접속방식은 광대역 TDMA와 협대역 TDMA로 나눌 수 있으며, 광대역 TDMA는 협대역 TDMA에 비해 주파수 대역폭이 넓어서 심볼지속시간이 짧기 때문에 도착시간 지연에 대해 고도의 등화기가 요구되어지는 문제점이 있다.

 

3) 코드분할 다원접속(CDMA)

코드분할 다원접속방식은 여러 사용자가 시간과 주파수를 공유하면서 각 사용자는 시간에 따라 해당 가입자에게 고유하게 주어진 주파수 도약의 패턴대로 주파수를 변화시키거나 가입자 고유의 코드를 이용 변조하여 전송함으로써 다수의 가입자가 통화할 수 있는 방식을 말한다.

물론, 이때 가입자와 가입자 간의 도약패턴은 특정시간에 중복되지 않아야 하는데 이를 직교성(Orthogonality)이라 한다. 이 방식은 무선채널의 환경 및 수용능력 면에서는 큰 장점을 가지고 있으나 아직까지는 기술상의 어려움이 가장 큰 문제가 된다.

 

 

3. 각 방식별 비교

 

 

4. 전망

현재의 이동통신 시스템은 FDMA 방식으로 서비스가 제공되고 있으나 TDMA 또는 CDMA 방식의 이용이 확대될 전망이다. 유럽 및 일본은 디지털 이동통신 시스템의 다원접속방식을 TDMA로 표준을 정한 바 있고 미국은 잠정표준으로 TDMA 방식을 결정하였으나 CDMA, 협대역 FDMA 방식 등에 대해서도 거론되고 있다.

한편, 한국의 경우 현재 운용중인 제1 이동통신은 FDMA를 사용하고 있지만 제2 이동통신은 CDMA를 적용하고 있다.

 

 

5. 펄스신호(시분할) 방식

신호파의 진폭에 따라 펄스파의 진폭 등을 바꾸어서 신호를 전송하는 방식.

· 특징

잡음이나 왜곡의 영향이 비교적 작은 전송방식이다.

· 종류

PAM(진폭변조), PWM(펄스폭변조), PPM(펄스위치변조), PNM(펄스수 변조), PPM(펄스부호변조)방식이 있다.

 

1) PAM(펄스진폭변조) : Pulse Amplitude Modulation

신호파의 진폭에 따라 펄스파의 진폭을 변화시키는 것으로서 PAM이라고도 한다.

· 특징

다중화하기 쉬우나 잡음에 약하기 때문에 실용통신에는 거의 사용되지 않는다.

 

2) PWM(펄스폭변조) : Pulse Width Modulation

신호파의 진폭에 따라 펄스폭을 변화시키는 것으로서 PWM이라고 한다.

· 특징

잡음이 상당히 개선 되었으나 통신으로는 PPM방식이 우수하기 때문에 거의 사용되지 않는다.

조광기에 적용

 

3) PPM(펄스위치변조) : Pulse Position Modulation

신호파의 진폭에 따라 펄스의 위치를 변화시키는 방식으로 펄스 위상변조 또는 PPM회로라고 한다.

· 특징

펄스 위치만으로 정보 전달이 되기 때문에 잡음의 영향을 거의 받지 않아 초기의 펄스 통신에 많이 사용되었다.

 

4) PNM(펄스수 변조)

 

5) PCM(펄스부호변조) : Pulse Code Modulation

신호파의 진폭을 2진수로 변환하고 그 2진수를 펄스열로 나타내는 회로로서 PCM 회로라고도 한다.

· 특징

전송로에서는 펄스의 유무("1"이나 "0") 밖에 보내지 않기 때문에 잡음에 매우 강하고 패리트 비트를 부가시키는 것에 의해 잘못된 것을 정정할 수 있어 높은 신뢰도의 통신이 가능하다.