빔폭에 따른 CDMA 이동통신의 셀 섹터화 방식 분석

Abstract

21세기 지금, 현대 사회는 산업혁명에 이은 정보혁명의 물결 속에서 급격한 정보통신 기술의 발전으로의 패러다임적 대전환을 맞이하고 있다. 우리나라의 경우 1885년 9월 28일 한성?제물포간 최초의 전신이 개통되어 전기통신의 역사의 장이 열렸고 1996년 1월 1일 세계 최초로 800㎒ 대역의 CDMA (Code Division Multiple Access)방식 이동통신 시스템이 개발되어 상용화된 이후 발전이 거듭되어 2008년 3월 현재는 유선전화 가입자 2천 3백만, 이동전화 가입자가 4천 만명을 돌파하여 거대한 정보통신 강국으로 도약하게 되었으며, 미래 통신 서비스 시장의 중심 축이 전통적인 유선통신에서 이동통신으로 급속히 선회하고 있음을 보여준다. 특히 이동통신에 있어서는 1960년 일부 수도권 지역에 수동교환방식의 이동전화 시스템이 도입되어 한정된 정부기관이 사용하게 되면서 우리나라의 이동통신 서비스의 효시가 되었다. 그 후 1964년의 IMTS (Improved Mobile Telephone Service)의 도입으로 자동화된 이동통신 서비스가 시작되었고, 오늘날과 같은 본격적인 이동통신 서비스의 보급은 1984년 미국의 모토로라사의 AMPS (Advanced Mobile Phone Service)의 도입과 1988년 서울 올림픽을 계기로 전국적인 서비스 영역을 구축하면서 가입자의 급증과 기술적 발전을 이루게 되었다. 그 후 이용자의 폭발적인 증가와 아날로그 시스템에서의 가용 주파수 대역의 부족을 해결하기 위하여 1996년 1월 1일 세계최초로 800㎒ 대역 CDMA방식의 2세대 (2nd generation : 2G) 디지털 이동통신 시스템이 SK 텔레콤에 의하여 개발되어 상용화되었다. 곧이어 이동통신 시장의 경쟁체제가 도입되면서 신세기 통신이 서비스를 시작하였고 1997년 10월 1일 PCS (Personal Communication Service) 사업자인 KT 프리텔, 한솔 PCS, LG 텔레콤이 1.8㎓ 대역의 CDMA방식 이동통신 서비스를 개시하게 되었다. 2000년에 들어서 기존의 2세대 서비스에 데이터 서비스의 고속처리가 가능한 2.5세대 서비스가 출시되었으며, WiBro (Wireless Broadband)와 같은 무선 휴대인터넷 서비스가 출시됨으로써 이동 멀티미디어 서비스가 가능하게 되었다. 또한, 조만간 전 세계의 로밍 (roaming) 서비스와 HSDPA (High Speed Down Packet Access) 등을 활용한 데이터 전송속도가획기적으로증가된3세대와 4세대 서비스가 확대 공급될 예정이다. 이와 같은 현실을 고려할 때에 정보통신 기술, 특히 이동통신 기술의 발전은 정치, 경제, 사회, 문화 등 사회전반에 걸쳐 미치는 파급효과가 매우 크기 때문에 능동적인 대처가 필요하다. 그러나, CDMA방식 이동통신 시스템의 순방향 시스템 특성상 가입자가 늘어나고 양질의 통화품질과 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 욕구를 해결하기 위해 관련 시설들이 증가되면 필연적으로 신호의 중첩이 가중되어 무선환경의 악화로 이어지고, 이는 다시 통화품질과 성능저하의 악순환을 반복하게 된다. 효율적인 무선자원의 운영을 위해서는 일정 영역 내에서 무선자원의 재사용율을 높여야 하며, 이를 위해서는 동일 무선채널간의 신호간섭을 최소화해야 한다. 그동안 채널간 신호간섭을 최소화하기 위해 섹터화된 셀의 운영과 안테나 빔 폭 변화, 틸팅 그리고 스마트 안테나기법 등이 연구되어 왔다.[1-2] 따라서 본 논문에서는 효율적인 무선자원의 운영을 위하여 기존의 3섹터 셀 방식 (빔폭 90°)[3-6]을 변형한 4섹터 셀 방식 (빔폭 60°, 90°)을 제시하고, 셀패턴, RSSi, Ec/Io, Eb/Nt, 3-way handoff에 대하여 시뮬레이션 한 결과를 바탕으로 기존 방식과 비교?분석함으로써 그 실용성과 타당성을 검증하고자 한다.|Modern society is rapidly changed due to development of information communication technology in the wave of information revolution following the industrial revolution. In korea, a telegraph was first opened between hanseong and jemulpo on Sept. 28, 1885, which opened the chapter of history in electrical communication. Since CDMA mobile communication system with 800㎒ band was developed on Jan. 1, 1996 for the first time in the world and commercialized, it has been grown continuously. In Mar. 2008 with 23 million of wire telephone subscriber and 40 million of mobile phone subscriber, Korea has sprung into a leading country of information and communication. Further, it suggests that the axis of future communication service market sharply turns from traditional wire communication to mobile communication. Considering such a circumstances, active measures are needed to take, as the development of information and communication technology, especially mobile communication, has a great influence on the whole society, such as politics, economy, and culture. To meet increasing subscriber's needs of quality call and various multimedia service, it is necessary to increase related facilities. But because forward system of CDMA mobile communication employs spread band, weighted superposed signal may bring about aggravation of mobile environment, resulting in a decrease in call quality and performance again. For this reason, this study conducted a simulation of cell secterization methods(3 and 4 sectors) as a practical and immediately applicable method to the field to minimize signal interference, to construct an economical network, and to increase the efficiency of frequency use. Their possibility of use can be identified analyzing the simulation results of RSSi, Ec/Io, Eb/Nt, and 3-way handoff.