4. 이동체의 통신(2)
무선통신에 있어서 시시각각 위치의 변화나 환경의 변화로 신호의 세기가 달라지는 점을 언급했다.
그에 따라 이동체에 위치한 이동국(MS, Mobile Station)은 현재 위치의 환경을 여러가지 방법으로 감지를 하게 되는데, 주요한 방법에는 다음과 같은 것들이 있다.
- 수신신호세기(RSSI, Received Signal Strength Indicator) : 해당 대역에서 수신되는 전파의 세기
- 수신기준신호 세기(RSRP, Reference Signals Received Power) : 신호 감지를 위한 기준 신호(Reference Signal)의 세기
- 수신기준신호 품질(RSRQ, Reference Signal Received Quality) : 전체 세기 중 기준신호의 세기 비율
- 신호대 노이즈 비 (SINR, Signal to Interference and Noise Ratio) : 실제 신호 대 잡음과 간섭의 비율
- 비트당 에러율, 패킷당 에러율: 전송시 데이터가 깨지는 비율
위와 같은 것들을 측정하고, 상태가 좋을 수록 더 고속으로 보낼 수 있도록 물리적 전파에 데이터를 싣는다.
디지털 통신상 물리적 전파에 데이터를 싣는 방법(변조)은 아래와 같이 PSK, QAM 등이 사용된다.
이를 이해하기 위해서는 동일한 주파수의 Sine함수와 Co-sine함수의 진폭으로 구성되는 위상 평면을 이해해야 한다.
전달된 RF 신호의 Sine 성분과 Co-sine 성분의 크기를 판별하여 신호를 구분한다고 보면 된다. (이를 위해서는 송신측과 시간동기나 위상동기를 맞출 필요가 있고, 그를 위한 회로들이 추가된다.)
PSK는 기준신호대비 몇도 틀어졌는가를 기준으로, QAM은 두 성분의 크기가 얼마만큼 존재하는가로 개별 신호를 구분하는데, 위의 그림에서 빨간점은 해당 신호가 위치하는 곳이 되고, 주변의 푸른점은 해당 신호에 노이즈나 간섭이 부가된 경우에 수신될 수 있는 위치를 표현한다. (위의 그림은 아마 실험치로 찍은 그래프인 것으로 보인다. 빨간 신호 점이 등간격이 아닌 걸로 봐서는...)
또, QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)나 4-QAM(Quadrature Amplitude Modulation)의 경우는 하나의 점이 00/01/10/11을 의미하여 한번에 2비트를 보내는 것을 의미하고, 8/16/32/64/256의 경우는 2^3/4/5/6/8로 3/4/5/6/8비트를 보내는 것을 의미한다.
위의 빨간점 사이의 간격을 볼때, 해당 간격의 절반 이상으로 노이즈나 간섭이 존재하게 되면, 위치에 따라 어떤 하나의 비트가 원래 보내려던 값과 다른 값으로 수신측에서 인지하게 된다. 그에 따라 간격이 좁아지는 256-QAM 보다 64-QAM이 더 많은 노이즈에 대응할 수 있고, 동일한 16-PSK와 16-QAM 사이에서도 16-QAM의 간격이 넓어 더 큰 노이즈에 대응할 수 있다. (사실 그래서, 16-QAM을 쓸 수 있다면, 16-PSK는 사용하지 않는다.)
그래서, 앞서 언급한 바와 같이 무선채널의 환경을 측정하는 것은 현재 상태에서 최선의 속도로 무선채널에 데이터를 싣기 위함이고, 측정값이 변함에 따라 실시간으로 그 변조방식을 바꾸어 대응하게 된다.
美泥.