공부 | 무선 통신 - 12

셀룰러 네트워크

• 모바일 사용자의 가용 용량 증가를 위한 수단
• 각 영역을 셀로 나눔
  • 육각형 패턴
  • 주파수 대역 할당

주파수 재사용

• 인접한 셀에는 다른 주파수 할당
• 인접하지 않은 근처의 셀의 주파수를 재사용

Capacity 증가에 대처하는 방법

• 새로운 채널 추가
  • 미리 할당된 채널중 일부만 사용할 경우, 나머지 채널도 추가
• 혼잡한 셀이 주변 셀로부터 주파수 임대
  • 모든 할당된 채널을 사용한 경우, 근처 셀에서 주파수 임대
• Cell splitting
  • 일반적 방법
  • 셀을 더 작게 분리하기 (기지국 증가)
• Cell sectoring
  • 한 셀에서 안테나 방향성을 조정해 여러개의 섹터로 분할
• Network densification (네트워크 밀집화)
  • Picocell (피코셀)
    • 기본 셀보다 작게 나눈 것
  • Femtocells (펨토셀)
    • 더 세분화 (건물 내에 기지국 설치)
• Interference coordination (간섭 조정)
  • 셀과 셀 사이 구간에서 처리하는 것 (가장자리)
  • WIP

Cell Splitting

Cell Sectoring

셀룰러 시스템 용어

• BS (Base Station, 기지국)
• Mobile telecommunications switching office (MTSO, 이동전화 교환국)

MTSO(이동전화 교환국)

• Mobile unit Initialization (이동국 초기화)
  • 가장 강한 제어 채널(BS) 스캔
• Mobile-originated call (이동국 발신 호)
• Paging
  • MTSO가 호출된 이동국을 찾기 위해 기지국에게 페이징 메시지 전송
• Handoff
  • 이동국이 한 셀에서 다른 셀 이동

Handoff

Handoff : device가 한 셀에서 다른 셀 이동

• 하드 핸드오프 (break before make)
  • device가 하나의 기지국과 통신
  • 새 기지국과 통신 설정 전 이전 기지국과 통신 끊음
• 소프트 핸드오프 (mkae before break)
  • device가 2개의 기지국과 통신
  • 이전 기지국과 통신을 끊기 전 새로운 기지국과 통신 가능

Power Control

• 디바이스가 기지국으로부터 떨어졌다고 판단하면(신호 강도 약함) 출력을 높힘
• 기지국에서 파일럿 신호(단순한 사인파)를 보내서 판단

Open-loop power control (개방 루프)

• 이동국만 의존
• BS로부터 피드백 없음
• 이동국이 파일럿 신호를 수신해 송신 전력 설정
• 정확도 떨어지지만, 빠른 반응

Closed-loop power control (폐쇄 루프)

• 성능 측정치를 기반으로 채널의 신호강도 설정
• BS가 전력조정 결정을 내리고 제어채널을 통해 이동국 통신

Secuity in 1G, 2G, 3G

• 1세대 : 보안없음
  • eavedropping
• 2세대 : 기지국 인증X
  • IMSI Catcher : 기지국으로 위장한 가짜 기지국
• 3세대 : 양방향 인증 도입
  • 스마트폰 자체의 취약점 발생

Physical Layer Security

• RF fingerprinting : 송신기 고유한 하드웨어 특성을 기반으로 전자지문 추출
• MIMO : 특정 방향으로만 데이터 송수신
• Artificial Noise : 공격 감지시 인위적 잡음 생성