이동통신 이론과 응용

Chapter 01 셀룰러 이동통신의 개요
1.1 셀룰러 이동통신의 발전사 2
1.1.1 1세대 이동통신 2
1.1.2 2세대 이동통신 4
1.1.3 3세대 이동통신 6
1.1.4 4세대 이동통신 8
1.2 셀룰러 이동통신시스템의 주파수 할당 현황 8
1.2.1 주파수 대역별 명칭과 용도 8
1.2.2 국내 이동통신사의 주파수 사용 현황 9
1.3 셀룰러 이동통신시스템의 구성 11
1.4 이중화와 다중접속기술 14
1.4.1 이중화 기술 14
1.4.2 다중접속 기술 15
1.4.2.1 주파수 분할 다중접속(FDMA) 15
1.4.2.2 시분할 다중접속(TDMA) 16
1.4.2.3 부호 분할 다중접속(CDMA) 16
1.4.2.4 직교 주파수 분할 다중접속(OFDMA) 17
1.5 셀룰러 이동통신시스템에서 주파수 재사용 18
1.5.1 주파수 재사용 거리와 계수 18
1.5.2 동일채널간 간섭 21
1.6 이동통신채널 22
1.7 이 책의 개요 22
▶연습문제 24
▶참고문헌 25

Chapter 02 무선통신시스템과 이동통신채널
2.1 무선통신시스템의 구성 28
2.2 이동통신채널의 특성 29
2.2.1 열잡음 29
2.2.1.1 열잡음과 AWGN 채널 29
2.2.1.2 AWGN 채널에서 에러성능 30
2.2.2 경로손실 32
2.2.2.1 경로손실과 통신품질 34
2.2.2.2 경로손실과 채널용량 36
2.2.2.3 경로손실과 무선 커버리지 36
2.2.3 다중경로 페이딩 37
2.2.3.1 다중경로 페이딩과 신호의 상호간섭 37
2.2.3.2 다중경로 페이딩과 통화품질 39
2.2.3 음영 손실 41
2.2.4 도플러 확산 43
2.2.5 Rayleigh 페이딩과 Rician 페이딩 47
▶연습문제 50
▶참고문헌 52

Chapter 03 대역확산통신과 다중접속기술
3.1 디지털 변조방식 54
3.1.1 협대역 변조 54
3.1.2 광대역 변조 55
3.2 대역확산 통신(Spread Spectrum Communication) 55
3.2.1 직접시퀀스 대역확산 방식 55
3.2.1.1 시간영역과 주파수 영역의 신호해석 55
3.2.1.2 직접시퀀스 대역확산 56
3.2.2 주파수 도약 대역확산 방식 58
3.3 부호분할 다중접속(CDMA) 시스템의 원리 59
3.3.1 확산처리이득과 무선링크 용량 59
3.3.1.1 확산처리이득 60
3.3.1.2 CDMA 시스템의 무선링크 용량 61
3.3.1.3 샤논의 채널용량과 CDMA 무선링크 용량 66
3.3.2 PN 부호와 월시부호의 상관 특성 67
3.3.3 직교 가변확산 계수(OVSF) 부호의 특징 68
3.3.4 CDMA 시스템의 무선링크 채널 구조 69
3.3.5 CDMA 시스템에서 직교성질과 신호품질 71
3.4 직교 주파수 분할 다중접속(OFDMA) 기술 73
3.4.1 직교 주파수 분할 다중화(OFDM) 시스템의 원리 74
3.4.2 이동통신채널 특성과 OFDM 시스템 성능 77
3.4.2.1 순환확장과 OFDM시스템의 BER 성능 78
3.4.2.2 지연확산과 OFDM 시스템의 BER 성능 79
▶연습문제 81
▶참고문헌 83

Chapter 04 이동통신시스템의 구조와 무선접속기술
4.1 셀룰러 CDMA 이동통신시스템의 구조 86
4.1.1 CDMA 휴대전화의 구조 87
4.1.2 CDMA 기지국의 구조 89
4.2 이중화(Duplex) 기술 91
4.2.1 FDD와 TDD 방식의 동작원리 91
4.2.2 FDD와 TDD 시스템의 간섭 특성 92
4.2.3 FDD와 TDD 시스템의 주요 특징 비교 94
4.3 전력제어(Power Control) 95
4.3.1 무선통신시스템의 전력 표현 96
4.3.2 IS-95A와 WCDMA 시스템의 상향링크 전력제어 97
4.3.2.1 개방루프 전력제어 99
4.3.2.2 폐루프 전력제어 100
4.3.2.3 외루프 전력제어 102
4.3.3 IS-95A와 WCDMA 시스템의 하향링크 전력제어 103
4.4 핸드오버(Handover) 104
4.4.1 소프트 핸드오버 105
4.4.1.1 IS-95A 시스템의 소프트 핸드오버 106
4.4.1.2 IS-95B 시스템의 소프트 핸드오버 109
4.4.1.3 WCDMA 시스템의 소프트 핸드오버 110
4.4.2 하드 핸드오버 114
4.5 호처리(Call Processing) 116
4.5.1 이동전화 발신호 117
4.5.2 이동전화 착신호 118
4.5.3 소프트 핸드오버 동안의 호처리 119
4.6 WCDMA 시스템의 하향링크 간섭완화 기술 120
4.6.1 소프트 핸드오버 동안의 전력제어와 하향링크 간섭 121
4.6.2 기지국 선택적 다이버시티 전송 기법(SSDT) 122
▶연습문제 125
▶참고문헌 126

Chapter 05 통화품질과 무선링크 용량 및 무선 커버리지
5.1 신호품질과 무선링크 용량 129
5.1.1 셀룰러 CDMA 시스템에서 신호품질과 무선링크 용량 129
5.1.1.1 단일셀 환경에서 용량과 사용자 신호전력 131
5.1.1.2 다중셀 환경에서 용량과 사용자 신호전력 134
5.1.2 멀티미디어 서비스를 위한 사용자 신호전력 137
5.2 중첩 셀룰러 CDMA 시스템의 간섭 신호전력 139
5.2.1 마이크로셀이 매크로셀에 미치는 간섭 신호전력 140
5.2.2 매크로셀이 마이크로셀에 미치는 간섭 신호전력 143
5.3 핸드오버 알고리즘의 성능분석 146
5.3.1 핸드오버 알고리즘의 성능분석 모델 147
5.3.2 소프트 핸드오버 확률 149
5.3.3 불필요한 소프트 핸드오버 확률 149
5.3.4 필요 소프트 핸드오버 확률 150
5.3.5 호 단절 확률 150
5.3.6 하드 핸드오버 확률 151
5.3.7 핸드오버 알고리즘의 성능분석 결과 151
5.4 무선 커버리지와 통화품질 개선 153
5.4.1 트래픽 과부하와 통화품질 154
5.4.2 무선 커버리지 제어와 통화품질 개선 방법 155
5.5 무선링크 적응기술을 이용한 통화품질 개선 157
5.5.1 WCDMA와 HSDPA시스템의 하향링크 전력할당 159
5.5.2 WCDMA와 HSDPA 시스템의 하향링크 부하제어 160
5.5.3 CDMA20001x-EVDO 시스템의 상향링크 부하제어 162
▶연습문제 165
▶참고문헌 166

Chapter 06 4세대 이동통신시스템
6.1 4세대 이동통신시스템의 비전과 요구사항 170
6.1.1 4세대 이동통신의 비전 170
6.1.2 4세대 이동통신의 요구사항 171
6.2 3세대 이동통신시스템의 종류와 특징 174
6.2.1 HSPA(HSDPA/HSUPA) 175
6.2.2 CDMA20001x-EVDO 176
6.2.3 와이브로(WiBro) 177
6.2.3.1 와이브로 시스템의 구성 178
6.2.3.2 와이브로 시스템의 채널구조 179
6.3 4세대 이동통신시스템의 종류와 특징 181
6.3.1 모바일 와이맥스(Mobile WiMAX) 181
6.3.2 LTE-Advanced(Long-Term Evolution) 184
6.4 4세대 이동통신시스템을 위한 주요기술 186
6.4.1 펨토셀 186
6.4.2 다중 송수신 안테나(MIMO) 기술 189
6.4.2.1 다이버시티 기술의 종류와 특징 190
6.4.2.2 페이딩 신호의 상관성과 안테나 다이버시티 191
6.4.2.3 MIMO 시스템의 동작 원리 192
6.4.3 중계기 기반의 차세대 이동통신기술 195
6.4.3.1 아날로그 무선 중계기 196
6.4.3.2 디지털 무선 중계기 199
6.4.3.3 협력무선통신 200
▶연습문제 205
▶참고문헌 206

Chapter 07 홈 네트워크와 이동통신 응용
7.1 홈 네트워크 기술의 종류와 특징 210
7.1.1 홈 네트워크를 위한 유선통신기술 210
7.1.2 홈 네트워크를 위한 무선통신기술 211
7.2 이동통신 기반 홈 네트워크 응용시스템 213
7.2.1 이동통신을 이용한 홈 시큐리티시스템 213
7.2.2 이동통신을 이용한 홈 오토메이션시스템 215
7.2.3 이동통신과 블루투스를 이용한 로봇제어 시스템 217
7.3 이동통신 기반 원격자동검침 시스템 218
7.3.1 이동통신을 이용한 원격검침 시스템의 구성 218
7.3.2 검침관리 및 요금통보 서버 설계 220
7.3.3 M-게이트웨이와 원격검침집중장치 설계 222
7.3.4 수용 가입자를 위한 요금 전송 방식 225
7.3.5 검침 및 요금통보 구현결과(예) 226
▶연습문제 228
▶참고문헌 229

영문약어 231

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