위성통신에서 다중접속과 회선할당 방식에 대하여 설명

1. 개요

2. 다원접속 및 할당방식의 종류

3. 위성통신의 회선할당방식

4. 회선할당방식 비교

5. 다원접속방식

6. 다원접속방식의 비교

 

 

 

1. 개요

  - 위성에서 다중 접속은 복수개의 지구국이 하나의 통신위성을 이용해서 동시에 지구국 상호간에 통신로를 설정하는 방식임

  - 회선할당 방식은 위성과 지구국 사이의 회선설정 방식으로 영구적, 랜덤하게 할당 가능

  

<참조>

 다중접속과 다중화 기술

  가. 다중접속

    - 다중 접속은 주어진 시간, 공간, 주파수, 코드등을 여러사용자가 공동으로 사용하는 기술

    - 서로 다른 사용자를 구분시키기 위한 기술

  나. 다중화 기술

     - 여러 채널을 동시에 송, 수신하도록 다수의 채널을 하나의 전송로로 결합구성하는 기술

     - 공통 채널상에서 동일 방향으로 신호를 전송하기 위해 개개 채널의 신호를 결합시키는 과정

 위성통신의 특징

     가. 서비스 지역의 광역성: 다자간통신에 대한 경제적

     나. 동보성, 다원접속성: 한 지점으로부터 여러 곳에 흩어져 있는 다수의 수신기로 동시에 동일 내용의 정보를 전송하는 통신

     다. 효율성: 다원접속기술로 회선이용 효율 향상 

     라. 유연한 회선 설정: 지리적 장애 극복

     마. 내재해성: 지진 등 지상재해에 무관

 

2. 다원접속 및 할당방식의 종류

  2.1. 고정할당방식(Pre Assignment Multiple Access, PAMA)

      가. 주파수분할다중방식(Frequency Division Multiple Access, FDMA)

      나. 시분할다중방식(Time Division Multiple Access, TDMA)

      다. 공간분할다중방식(Space Division Multiple Access, SDMA)

      라. 부호분할다중방식(Code Division Multiple Access, CDMA)

  2.2. 랜덤할당방식(Random Assignment Multiple Access, RAMA)

  2.3. 요구할당방식(Demand Assignment Multiple Access, DAMA)

  2.4. 혼합할당방식

 

3. 위성통신의 회선할당방식

 가. 고정할당방식(Pre Assignment Multiple Access, PAMA)

     - 고정된 주파수 또는 시간 Slot을 특별한 변경이 없는 한 한 쌍의 지구국에 항상 할당해주는 접속 방식

     - 고정 방식

 나. 랜덤할당방식(Random Assignment Multiple Access, RAMA)

     - 전송정보가 발생한 즉시 임의 Slot으로 송신하는 방식

     - 경쟁 방식

 다. 요구할당방식(Demand Assignment Multiple Access, DAMA)

     - 사용하지 않는 slot을 비워둠으로써 원하는 다른 지구국이 활용할 수 있도록 함

     - 예약 방식

 

4. 회선할당방식 비교

	고정할당방식	요구할당방식	랜덤할당 방식
채널할당방식	고정방식	예약방식	경쟁방식
채널효율	낮다	높다	낮다
지연시간	낮다	낮다	지연이 매우 적다
충돌 가능성	없음	없음	매우 높다
용도	사용자 적을 때	사용자 많을 때  확실한 데이터 전송 시	Packet 망
장점	지구국 간단	채널 효율 우수	지구국 부하 작음
단점	확장성 떨어짐	고가의 지구국	사용자 동시 제어 불가능

 

 

5. 다원접속방식

 가. FDMA

    - 여러 개의 주파수로 분할하여 전송하는 방식

    - 전송로에 할당되어 있는 주파수 대역 중에서 통신에 필요한 최소한의 주파수 대역을 각 지구국에 할당하여 우주국에 접속할 수 있는 방식

    - 지구국들간에 송신 신호 동기가 필요하지 않기 때문에 지구국의 장비가 간단하고 저렴함

  나. TDMA

    - 여러 개의 시간으로 분할하여 전송하는 방식

    - 전송로에 할당되어 있는 시간대역을 주기적으로 일정한 시간간격으로 나누어서 각 지구국에 할당하여 우주국에 접속할 수 있는 방식

    - 위성간 간섭영향이 FDMA보다 적고, 처리능력이 FDMA보다 더 큼

  다. SDMA

    - 한 개의 우주국이 여러 개의 지구국이 있는 통신 지역을 분할하여 한정된 주파수 자원을 이용하는 방식

    - 수신 신호의 전력밀도를 증가시키기 위한 방법으로 위성에서 발생하는 빔을 좁게하여 전력을 집중시키는 스포트빔을 이용하여 지구국의 수신 안테나의 크기를 줄일 수 있다.

  라. CDMA

    - 지구국당 동일한 시간과 주파수를 사용하면서 각 지구국마다 특정한 PN코드를 삽입하여 보내는 방식

    - CDMA 방식은 확산스펙트럼 기법을 채택한 방식으로 PN 코드 사용하기 때문에 보안성이 뛰어남

6. 다원접속방식의 비교

 - 장, 단점

방식	장점	단점
FDMA	회선설정 용이  동기가 간단함  회로구성 간단, 가격 저가	주파수 사용효율감소  간섭에 약함
TDMA	하나의 반송파를 이용하므로 높은 전력 효율  회선할당방식이 자유로움  요구할당방식 주로 사용	동기제어로 시스템구조 복잡  오버헤드로 인한 성능저하
SDMA	주파수 재사용 가능  스포트 빔으로 지구국의 수신안테나 크기 줄일 수 있음  대규모 커버리지 제공 가능	위성체의 구조 복잡  정확한 지향성 요구  빔수가 증가하면 위성 탑재 안테나 수 증가
CDMA	코드간의 직교성때문에 간섭 및 방해에 강함  전체 신호에 미치는 페이딩 영향 감소  수용용량이 큼	넓은 대역폭 소요되어 주파수 이용효율이 낮음  회로 구성이 복잡

  - 방식별 비교

	TDMA	FDMA	CDMA	SDMA
채널분할방법	시간	주파수	코드	공간
트랜스폰더당 채널수	하나	다수	다수	다수
간섭영향	낮음	높음	매우 낮음	-
지구국장치	복잡	간단	-	중간