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FDMA, TDMA, and CDMA Multiple Access: Effective Utilization of Bandwidth (2)
인덱스: FDMA, TDMA 및 CDMA 다중 액세스(1)
1. 무선 통신을 위한 신호 대역폭의 효과적인 활용을 가능하게 하는 필수 기술
2. 무선 통신을 통한 다중 데이터 스트림 전송
3. 다중 액세스 작동 방식: FDMA, TDMA 및 CDMA
4. 요약
인덱스: FDMA, TDMA 및 CDMA 다중 액세스(2)
FDMA, TDMA 및 CDMA 다중 접속(1)과 관련된 추가 정보는 아래에 나와 있습니다.
< 칼럼 > 멀티플렉싱의 작동 원리: FDM, TDM 및 CDM
무선 통신에는 여러 가지 유형의 멀티플렉싱이 사용되며, 가장 일반적인 멀티플렉싱은 다음과 같습니다:
- 주파수 분할 다중화(FDM)
- 시분할 다중화(TDM)
- 코드 분할 다중화(CDM)
그림 7-1, 7-2, 7-3은 이러한 멀티플렉싱 기술의 개념도로, 빨간색 점선으로 둘러싸인 전송 경로 부분에 중점을 두고 있습니다.
주파수 분할 다중화(FDM)
FDM(주파수 분할 다중화)은 서로 다른 주파수 대역에 여러 데이터 스트림을 할당하고 단일 전송 경로를 통해 주파수 대역을 동시에 채널로 전송하는 다중화 기술입니다.
그림 7-1은 FDM의 일반적인 개념도를 보여줍니다. 송신 측에서는 여러 데이터 스트림에 할당된 주파수 대역이 채널로 취급되어 멀티플렉싱을 사용하여 단일 전송 경로를 통해 전송됩니다. 수신 측에서는 전송된 데이터 스트림이 특정 주파수 대역을 선택할 수 있는 장치에 의해 추출됩니다.
무선 통신에 FDM을 사용하는 예로는 일본의 지상파 디지털 텔레비전 방송이 있습니다. 단일 전송 경로인 공중이 있으며 이미지 및 오디오 데이터가 포함된 신호가 서로 다른 주파수의 여러 텔레비전 방송국에서 방송됩니다. 수신 측에서는 사용자가 특정 주파수를 선택하여 원하는 TV 프로그램을 볼 수 있습니다. FDM은 아날로그 라디오 방송에도 사용됩니다.
시분할 다중화(TDM)
시분할 다중화(TDM)는 여러 데이터 스트림을 채널로 할당된 시간 간격으로 나누어 단일 전송 경로를 통해 동일한 주파수로 전송하는 멀티플렉싱 기술입니다.
그림 7-2는 TDM의 일반적인 개념도를 보여줍니다. 송신 측에서는 디바이스의 여러 데이터 스트림을 시간 슬롯으로 분할하여 채널에 할당하고 멀티플렉싱을 사용하여 단일 전송 경로를 통해 전송합니다. 수신 측에서는 송신과 동일한 타이밍을 사용하여 채널을 분할함으로써 전송된 데이터를 여러 장치에서 수신할 수 있습니다.
무선 통신에 TDM을 사용하는 예로는 유럽과 북미의 텔레비전 방송이 있습니다.
코드 분할 다중화(CDM)
코드 분할 다중화(CDM)는 각 디바이스의 데이터 고유 식별 코드를 혼합하여 단일 주파수 대역으로 신호를 결합한 다음 단일 전송 경로를 통해 결합된 신호를 동시에 전송하는 멀티플렉싱 기술입니다.
그림 7-3은 CDM의 작동 방식을 보여줍니다. 데이터는 1비트 데이터보다 짧은 주기의 식별 코드와 혼합(변조)되어 변조된 신호를 생성합니다.*8 각 장치에서 변조된 여러 신호를 그대로 합쳐서 다중화하고, 다중화된 신호는 단일 전송 경로를 통해 전송됩니다. 수신 측에서는 각 장치가 변조에 사용된 식별 코드를 다중화된 신호와 혼합하여 데이터를 복원(복조)하고 전송된 데이터를 추출합니다.
무선 통신의 표준으로 CDM을 사용한 사례는 없지만, 코드 분할 다중 액세스(CDMA)라는 관련 다중 액세스 체계의 채택이 널리 퍼져 있습니다.
*8 전송 중에 변조된 신호의 주파수 대역폭은 원래 데이터 스트림(원본 신호)의 대역폭보다 더 넓어집니다. 이 특성은 전송 경로에 영향을 미치는 외부 노이즈에 대한 내성이 커지는 등 통신 애플리케이션에 이점을 제공합니다.
< 칼럼 > 스마트폰 기술 사양에 나오는 FDD-LTE와 TD-LTE 용어 설명
스마트폰이나 플립폰의 모바일 통신과 유선 전화의 전화 통화에서는 송수신이 동시에 이루어지며, 오디오 데이터의 양방향 전송에는 단일 채널이 사용됩니다. 이러한 양방향 전송은 일종의 멀티플렉싱 기술로 생각할 수도 있습니다.
스마트폰과 같은 제품의 기술 사양에는 "FDD-LTE" 및 "TD-LTE"(TDD-LTE는 일반적으로 TD-LTE로 줄임)와 같은 용어가 자주 등장합니다. FDD는 "주파수 분할 이중"을, TDD는 "시분할 이중" *9을 의미하며, 둘 다 양방향 전송을 의미합니다.
반면 롱텀에볼루션(LTE)은 4세대 이동통신 시스템(4G)의 통신 표준으로, 여기에는 다중 접속(4G의 경우 OFDMA)도 포함됩니다. 따라서 'FDD-LTE'는 양방향 전송과 사용되는 다중 액세스 방식을 모두 나타냅니다.
다소 복잡하지만 양방향 전송은 멀티플렉싱과 동일하지 않으므로 양방향 전송과 멀티플렉싱을 모두 활용하는 다중 접속에 대해 설명할 때는 두 가지를 구분하여 언급하는 것이 일반적입니다.
*9 FDD는 양방향 전송을 구현하기 위해 다운로드(장치에서 데이터 수신)와 업로드(장치에서 데이터 전송)에 서로 다른 주파수를 할당하는 "주파수 분할 이중화"를 의미합니다(그림 8-1).
반면 TDD는 '시분할 이중'의 약자로, 다운로드와 업로드에 동일한 주파수 대역을 사용하고, 시간 축을 따라 오디오 데이터를 분할하며, 양방향 전송을 구현하기 위해 음성 데이터의 송수신이 매우 짧은 간격(음성 통화의 경우 밀리초 단위)으로 번갈아 가며 이루어집니다(그림 8-2). 따라서 엄밀히 말하면 TDD는 동시 송수신을 제공하지 않지만 음성 통화의 경우 부자연스러운 청각적 효과는 발생하지 않습니다.
양방향 전송에 대한 자세한 설명은 다음 링크에서 확인할 수 있습니다. 무선 통신에 대한 기본 지식: 무선 메커니즘 (2).
인덱스: FDMA, TDMA 및 CDMA 다중 액세스(1)
1. 무선 통신을 위한 신호 대역폭의 효과적인 활용을 가능하게 하는 필수 기술
2. 무선 통신을 통한 다중 데이터 스트림 전송
2.1 멀티플렉싱: 단일 전송 경로의 효과적인 활용(Air)
2.2 다중 액세스: 간섭 없이 여러 사용자 간 무선 통신 구현하기
3. 다중 액세스 작동 방식: FDMA, TDMA 및 CDMA
3.1 주파수 분할 다중 액세스(FDMA)
3.2 시분할 다중 액세스(TDMA)
3.3 코드 분할 다중 액세스(CDMA)
4. 요약
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