페이딩(Fading)

1. 개념

전파는 자유공간에서 사용주파수의 무선채널 특성에 따라 다양한 열화 영향을 받음

페이딩이란 다중 경로에 의해 수신기의 수신전계가 변하는 현상을 의미함

2. 페이딩 주파수 환경

• 사용되는 주파수에 따라 여러 경로를 통해 수신점에 도달하게 됨
• 특히 전파 중에 반사파에 의해 영향을 많이 받음

구분	단파대	초단파대	극초단파대
주파수 대역	HF	VHF	UHF
전송매체	전리층	대류권층	이동통신
고도	400Km	12Km	10Km이하

3. 이동통신 페이딩

1) 개념

• 이동국과 기지국간의 직접파와 전파 경로상의 다양한 장애물에 의한 산란파가 간섭을 일으켜 발생(신호의 감쇠와 시간지연)
• 시간지연, 도플러 확산 등에 의해 영향 받음

이동통신채널	대규모 fading	경로손실	자유공간 전파손실
		음영손실	shadowing
	소규모 fading	다중경로에 의한 지연확산	주파수 선택적 fading
			주파수 비선택적 fading
		무선단말 이동에 의한 도플러 확산	Fast fading
			Slow fading

• 대규모 fading : 무선 이동단말이 넓은 지역에서 이동할 때 수신 신호 세기의 느린 변동
• 소규모 fading : 무선 이동단말이 좁은 지역에서 이동할 때 수신 신호세기가 급격한 변동

2) 종류

• Long Term fading
• Short Term fading
• Rician fading
• 주파수 fading : 송신된 펄스가 전송도중 퍼져 이웃하는 펄스와 겹침
• 시간선택성 fading : 이동체가 움직임에 따라 도플러 효과가 발생하여 생기는 fading

4. 경감 대책(다이버시티)

• 페이딩 채널영향 극복 기술은 채널코딩, ARQ, 다이버시티, 등화기술 등이 있음

1) 다이버시티 개념

• 페이딩을 방지 또는 보상하기 위해서는 전파 특성에 따라 공간, 시간, 주파수, 각도 등의 수신법을 선택함

2) 경감대책

• 다이버시티에는 브랜치 구성법과 합성 수신법이 있음
• 브랜치 구성법 : 공간, 시간, 주파수, 각도, 편파 다이버시티 등
• 합성 수신법 : 선택합성법, 등이득합성법, 최대비합성법

3) 브랜치 구성법

• 서로 독립적으로 변동하는 복수의 페이딩 신호를 수신하여 가장 양호한 특성의 신호를 선택하는 방식
• 공간다이버시티 : λ/2이상 떨어진 거리에 있는 2개의 안테나를 이용하여 수신(수직/수평)
• 각도다이버시티 : 지향성이 서로 다른 수신 안테나를 이용하여 수신
• 주파수다이버시티 : 서로 다른 주파수를 송신하여 수신측에서 합성 또는 선택하여 수신(수백 KHz 이격)
• 편파다이버시티 : 수직편파, 수평편파를 한 개의 안테나에 내장하여 수신(복편파 안테나 사용)

4) 합성수신법

• 수신된 신호를 합성하여 포락선 레벨이 떨어짐을 경감시키는 방식(검파 전/후로 구분)
• 선택합성법 : 복수의 페이딩파 중에서 최대 포락선 레벨만 선택하여 수신, 검파
• 등이득합성법 : 포락선 레벨이 낮고, CNR이 낮은 페이딩에도 같은 가중치로 합성
• 최대비합성법 : 선택합성법과 등이득합성법 조합

5) 기타방법

• MUSA
• AGC/AVC

이동통신 채널간섭(Mobile Communication Channel Interference)

주파수 재사용을 하는 이동통신에서는 채널간 간섭이 발생 하곤 합니다. 

채널간섭은 상대채널에게 노이즈로 작용하며 통신을 방해하게 됩니다.

다음은 이동통신에서 발생하는 채널간섭에 대해 설명하겠습니다.

1. 동일채널 간섭

1) 동일채널 간섭 개념

• 동일한 주파수를 재사용하는 인접 기지국간에 동일채널로 통화를 할 경우 서로 간에 간섭으로 작용하는 현상
• 서로 간에 잡음으로 작용하여 통화품질 저하, 기지국 채널용량 감소 요인

2) 동일채널 간섭 개념도

• 동일한 F₁주파수를 사용하는 기지국 A의 사용자와 기지국 B의 사용자간에 동일채널 간섭 발생

2. 인접채널 간섭

1) 인접채널 간섭 개념

• 동일한 기지국 내에서 다른 주파수를 사용하는 단말간에 생기는 간섭 현상
• 주로 사용주파수의 상·하 채널 주파수의 영향으로 생김
• 또한 기지국과의 거리에 따라 발생하는 Near Far Problem도 간섭 유형

Near Far Problem 이동통신환경에서 각 사용자와 기지국간 수신되는 신호의 세기는 거리의 3~5승에 반비례한다. 따라서 기지국 가까이에 위치한 사용자(f₁)와 원거리에 위치한 사용자(f₂)의 신호세기가 동일할 경우  f₁ 신호는  f₂ 의 신호에 커다란 간섭요인으로 동작한다. 따라서 기지국은 전력제어를 통해 수신신호 세기가 거리에 상관없이 일정하게 조정한다.

2) 인접채널 간섭 개념도

• 상·하 인접채널 간섭

   상·하 인접채널 간섭은 상·하로 인접한 채널간에 간섭이 발생하는 현상임

   F₁ 주파수에 의해 F₂ 주파수가 간섭 영향 받아 신호대간섭비(CNI)가 떨어짐

3. 이동통신 채널간섭(Mobile Communication Channel Interference) 경감대책

1) 동일채널 간섭 경감대책

• 인접한 기지국간 거리를 늘리면 동일채널 간섭 줄일 수 있으나 Hand Over 및 Coverage 설계와도 연관되는 문제임
• 인접한 셀 간에 사용되는 주파수 채널에 대한 사용계획을 수립하여 최대한 간섭이 일어나지 않게 하는 방안 필요

2) 인접채널 간섭 경감대책

• 상·하 인접채널 간섭 - 주파수 채널배치를 5차 IMD이격 이상의 간격을 두어서 해결
• Near Far Problem - 전력제어 수행, 또한 통화 중에도 적정한 신호세기가 유지될 수 있도록 폐루프 제어로 문제 해결

대역확산통신(Spread Spectrum)

대역확산통신(Spread Spectrum)은 여러 사용자가 같은 시간, 같은 주파수에서 서로 직교성을 가진 코드를 사용하여 다중으로 정보를 전달하는 기술입니다.

다수 사용자가 동시 사용을 목적으로 한 SSMA(Spread Spectrum Multiple Access) 통신방식이라고 할 수 있습니다.

샤논의 정리에 따라 채널용량을 늘리기 위해 넓은 대역폭을 사용하는 방식을 채택합니다.

(샤논의 정리에 대한 자세한 내용은 링크를 클릭하세요.)

1. 대역확산통신(Spread Spectrum) 개념

• 전송대역을 정보전송에 필요한 대역폭보다 훨씬 넓게 사용하는 방식
• 전력이 일정하므로 대역이 넓어지면 주파수에 상응하는 전력크기는 작아지며, 이 과정에서 발생하는 확산이득을 이용하여 정보신호 복원
• 확산이득은 확산 시 생기는 이득의 차이로 전송과정에서 유입된 잡음은 복조과정에서 확산신호와 곱해서 반대로 대역확산이 되므로 정보신호 복원 가능함

2. 대역확산통신(Spread Spectrum) 특징

• 약속된 확산코드에 의해 대역확산 → 비화특성 우수
• 주파수 대역 넓게 사용 → 주파수 다이버시티 효과(페이딩 우수)
• 이동전화의 CDMA 방식 사용

3. 대역확산통신(Spread Spectrum) 종류

1) DSSS(직접확산방식)

• 원신호와 고주파 신호(확산신호)를 곱하여 확산시키는 변조방식
• BPSK, QPSK, M-ary PSK 등

• 데이터 신호를 고속의 PN 부호발생기와 혼합하여 사요주파수 전역으로 확산시켜 광대역 전송
• 고속 PN 부호발생기 필요
• 원근문제(Near-Far Problem) 발생
• 다중경로 페이딩에 강건
• 전파방해에 강하고, 보안성 높음
• 신호 검출시간이 길어 동기시간이 길어짐

2) FHSS(주파수도약방식)

• 호핑코드에 따라 순간적으로 한 주파수 점유하여 송신하고 다시 다른 주파수 점유하여 송신하는 과정을 반복함

• 주어진 대역폭을 많은 호핑채널로 나누어 송신측에서 1차 변조된 신호를 RF 주파수로 변환할 때 미리 정해진 순서에 따라 서로 다른 호핑채널에 할당시키는 방식
• 느린호핑은 수백회/초, 빠른호핑은 수천회/초
• 호핑채널에 분산된 수신신호를 연결하여 원신호 복원
• 검출시간이 짧아 동기시간이 짧음
• 원근문제 없음
• 주파수 도약 분석이 필요
• 히트 간섭 발생 가능(둘 이상 동일주파수 사용)

 (1) THSS(시간도약방식)

• 정보신호가 전송되는 시간이 확산코드에 의해 결정되어 불연속적으로 전송되는 방식

 (2) FHSS(주파수도약방식)

• 독립적으로 사용하기 보다는 DS, FH 와 혼합하여 사용

4. 대역확산통신(Spread Spectrum) 처리이득

• 처리이득(확산이득)은 데이터 신호의 대역이 확산코드에 의해서 얼마나 넓게 확산 되었는지를 나타내는 파라미터임

1) 직접확산

Gp = (확산된 대역폭) / (정보신호대역폭)

2) 주파수 도약

Gp = (확산된 대역폭) / (정보신호대역폭)

3) 시간 도약

Gp = (프레임 시간주기) / (타임슬롯 시간주기)

웨어러블 컴퓨팅(Wearable Computing)

웨어러블 디바이스(Wearable Device)는 신체에 착용하여 이동 중에도 편리하게 사용할 수 있도록 제작된 디바이스로 의료분야, 산업현장, 군수장비 등 분야에서 이용할 수 있습니다.

현재 웨어러블 디바이스(Wearable Device)는 소형화, 경량화 하여 의복 등의 일부분으로 신체에 착용할 수 있어 활용 범위가 넓어지고 있습니다.

1. 웨어러블 컴퓨팅(Wearable Computing) 기본기능

기 능	내 용
착용감	· 착용을 의식하지 않을 정도의 무게감, 자연스러운 착용감
항시성	· 사용자 요구에 의한 즉각적인 반응 제공 위한 끊임없는 통신지원 채널 존재
사용자 인터페이스	· 사용자와의 자연스러운 일체감과 통합감 제공
안정성	· 착용에 따른 불쾌감, 신체적 피로감 최소화, 전자파 등에 대한 안정성 보장
사회성	· 착용에 따른 문화적 이질감 배제 및 프라이버시 보호

2. 웨어러블 컴퓨팅(Wearable Computing) 핵심기능

•  초소형 플랫폼 : 휴대 및 착용성 제공을 위한 저전력 프로세서 기반 소형화 및 동적 재구성 시스템, 초절전 시스템 소프트웨어 채택
• 화면 디스플레이 : 착용상태에서 화면출력과 안구 움직임에 의한 화면제어를 통해 디스플레이 정보의 가독성, 착용 편의성 제공
• 저장장치 : 대용량, 저전력, 초소형 저장매체 및 구도 장치로 퍼스널 스토리지 기능 제공
• 인체통신 인터페이스 : 초단거리 개인 무선통신 인터페이스 기능
• 사용자 인터페이스 : 오감 정보처리 멀티모달 사용자 인터페이스

3. 동향

• 시장은 헬스케어 및 의료, 인포테인먼트 등 시장 중심 성장
• 2016년 웨어러블 디바이스 출하량 3900만대∼1억 7100만대
• 다양한 사업자간의 생태계 조성을 통한 신규 비즈니스 모델 창출, 기술적 문제 등이 여전히 해결되어야 할 과제로, 이에 대한 집중적인 연구 및 개발이 이루어져야 함

UWB(Ultra Wide Band)

UWB(Ultra Wide Band)는 기저대역 상태에서 수 GHz 이상의 넓은 주파수 대역, 매우 낮은 스펙트럼 밀도, 매우 짧은 펄스폭을 이용한 단거리 고속 무선 통신기술입니다.

1. UWB(Ultra Wide Band) 특징

• 수 GHz 이상에서 베이스밴드 신호 전송
• 매우 낮은 스펙트럼 밀도 및 광대역 전송
• PPM 변조방식
• 10m 전송거리
• 저전력 소모
• 수 Cm 정밀도 위치인식 기능

2. UWB(Ultra Wide Band) 장점 vs 단점

1) 장점

• 저전력 및 속도 면에서 구현 유리
• 광대역, 저전력에 의한 낮은 간섭
• 다중경로 페이딩에 대한 강인성
• 저가, 소형화
• 투과율 좋음

2) 단점

• 전송거리 제한
• 기기간 간섭 유발 때문에 전력제한 필수

3. UWB(Ultra Wide Band) 주파수 대역

• 저주파 대역 : 3.1∼4.8GHz(간섭회피 기술적용 의무화)
• 고주파 대역 : 7.2∼10.2GHz

비콘(Beacon)

비콘(Beacon)은 무선 단말에게 비교적 짧은 거리에서 주기적 신호를 전달하는 장치입니다. 

Bluetooth Low Energy 규격을 채택하고 있어 IoT 분야에서 주목받는 기술 중 하나입니다.

1. 비콘(Beacon) 기술적 특징

• 2.4GHz ISM 밴드 주파수
• 저전력 소모(배터리 동작 가능)
• 5Cm 수준 측위(매우 정밀한 측위기술)
• 50m 도달거리

2. 비콘(Beacon) 활용예시

• 특정지점에 근접해 있음을 자동으로 식별하는 Check-in
• 근접한 사용자에게 정보를 통지하는 Push notification
• 실내외 내비게이션

3. 비콘(Beacon) 식별정보

• UUID(Universally unique identifier) : 구역식별정보
• Major, Minor : 구역 내 작은 구역 구분정보
• 예를 들어 UUID는 거리 식별정보, Major는 상점 식별, Minor는 상품 식별 활용

제주도 가족여행(여름휴가) 계획세우기

이번 여름휴가는 2박 3일 #제주도 에 다녀왔습니다.

첫 제주도 여행이라 나름 여행계획도 시간대별로 짰습니다만 아이들과 같이 다니다 보니 계획표대로 일정이 진행되지는 않았습니다.

1. 여행 계획(항공 + 숙박 + 기타)

아이들이 아직 어려서 패키지 보다는 자유여행으로 방향을 잡고 여행일정을 짜는데 성수기 휴가는 역시 경비가 제일 문제였습니다.

1) 항공편 예약

항공편 예약은 티몬으로 예약을 진행했습니다.(제 느낌상 쿠팡은 예약하는 과정이 번거롭고, 익스피디아는 생각보가 비쌌습니다.) 

여행사에서 나눠주는 항공편 무료 쿠폰이(숙박은 유료) 있었습니다만 견적을 내보니 5인 가족 항공 + 숙박만 150만원 정도 하더군요.(숙박도 이름 모를 3성급 호텔이었습니다.) 

비록 아침 일찍 제주도로 출발하고 저녁 늦게 김포에 도착하는 항공편이었지만 저렴하게 구입했습니다.

 

2) 숙박 예약

극성수기는 피했습니다만 그래도 성수기라 숙박료가 많이 비쌌습니다. 

다행히 회사 법인콘도가 있어서 하루는 대명리조트에서 하루는 금호리조트에서 묵었습니다. 

대명리조트는 함덕해수욕장이 걸어서 5분 거리라 좋았습니다. 또한 함덕해수욕장 근처에는 먹거리 가게들이 많아서 제주도 음식을 즐기기에도 좋습니다.

제주도는 눈이 시릴정도로 파란 하늘이 정말 좋았습니다.

금호리조트는 서귀포쪽에 있습니다. 금호리조트 주변에는 해변가가 없지만 대신 큰엉경승지('큰엉'은 제주도 방언으로 '큰 언덕'이란 의미)가 바로 앞에 있어서 제주도 올레길을 따라 바다절벽을 느끼실 수 있습니다. 

  


일부러 만든 건지는 모르겠지만 한반도 모양의 숲길도 있습니다.

3) 기타 교통편

(1) 김포공항 가는 길

김포공항까지 가기 위해 공항버스, 점보택시(벅시), 카카오택시 등 다 검색해서 비교했습니다만 자가용 이용이 가장 저렴했습니다. 주차요금도 다둥이 할인 혜택이 있으니 확인하시고 이용하세요.

(2) 제주도 렌트카

티몬에서 얼리버드 할인해서 가장 저렴한 렌트카를 예약했습니다. 

그런데... 그런데... 출발하기 일주일 전에 대명리조트와 제휴한 렌트카 업체에서 동일한 가격으로 2인 조식권까지 준다고 문자가 왔습니다. 취소수수료 때문에 그냥 기존 예약업체 이용했습니다. ㅠ.ㅠ

다음 제주도 여행시에는 제휴렌트카를 이용하려고 합니다.



이상 #제주도여행 항공편 + 숙박 + 기타 교통편 계획세우기 였습니다.

다음에는 여행한 곳, 맛집 등을 포스트 하겠습니다.