OFDM과 CDMA

OFDM(Orthogonal Frequency Frequency Division Multiplexing)과 CDMA(Code Division Multiple Access)방식의 주요 응용 통신 및 방송시스템을 열거하여 설명하고, 차세대 이동통신 방식에서 OFDM방식이 채택된 이유를 설명하시오

 

1. OFDM
 가. 개요
    - CDMA 전송방식으로는 대용량의 무선 데이터를 전송하기 어려워 4세대 무선통신의 전송방식으로 채택
    - OFDM방식은 고속의 데이터열을 여러 개의 부채널로 동시에 나란히 전송하는 방식

  나. 특징

    - Multi path fading에 강함
    - 직교 반송파 사용으로 주파수 효율이 높음
    - 환경에 따라 적응적으로 전송률을 쉽게 가변 가능
    - Guard Interval 사용으로 동일 채널 간섭에 강해 SFN(Single Frequency Network) 구현이 가능
    - PAR(Peak to Average Ratio)이 단일 반송파 방식보다 큼→ 부호화 기법, 사전 왜곡기법으로 해결
   - 주파수 offset 및 위상잡음에 민감

 

   다. OFDM 응용시스템

     1) 무선 LAN
       - 802 11.a/802.11g/802.11n는 OFDM 방식을 사용하여 고속 구현
     2) 무선 MAN
       - 광대역 무선 액세스 기술인 802.16e에 OFDM 방식 사용

     3) Digital 방송
       - 지상파 디지털 TV 방송 - 유럽식, 일본식 방식
       - 디지털 멀티미디어 방송 – 지상파 DMB

     4) ADSL/VDSL
       - ADSL/VDSL은 DMT(Discrete Multi-Tone)방식 사용하여 각 부반송파 마다 최적의 비트수를 할당하여 높은 전송률을 얻음

 

2. CDMA

  가. 개요

    - 디지털 변조방식의 일종으로 신호를 넓은 주파수 대역에 확산하여 송신하는 방식임.

    - 정보 Data 신호의 주파수 대역보다 매우 넓은 대역폭을 갖는 코드(PN 코드와 Walsh 코드)를 사용해서 정보 Data 신호를 대역확산 후 전송하는 통신방식

    - 수신기에서는 송신기에서 사용한 동기가 맞는 동일한 코드를 사용해서 대역축소 후 원래의 정보 Data 신호를 복원

 

  나. 특징

    - 통신의 기밀성 유지
    - 혼신 및 잡음 영향에 강인
    - 직교코드 분할을 통한 다중액세스 가능
    - 페이딩 채널에서 고 신뢰도의 통신가능
    - 광대역 전송로가 필요
    - 하드웨어 구성이 복잡하고 고가임

 

  다. CDMA 응용시스템

     1) 휴대 이동통신
       - IS-95A,B,C,CDMA20001x, CDMA20001x_EVDO REV A,B,C
     2) UWB
      - UWB는 대역 확산방식을 적용하여 광대역, 초고속 전송방식을 구현함.
     3) Binary CDMA
     - CDMA와 TDMA방식을 적용하여 CDMA의 단점을 보완한 홈네트워킹 기술
임.

 

3. OFDM이 채택된 이유
  - 차세대 이동통신에서의 주요 이슈중의 하나가 고속, 대용량처리의 확보임.
  - CDMA방식의 경우 저속의 경우 하드웨어 복잡성측면에서 OFDM방식보다 유리하나, 고속전송의 경우 하드웨어 복잡도가 지수 함수적으로 증가하여 경제성 측면에서 OFDM방식보다 불리함.
 - 향후 통신방식은 적은 커버리지내에서 많은 사용자에서 고속서비스 제공이 주요이슈가 됨에 따라 상호간섭이 중요한데, OFDM은 간섭에 강인한 방식임.
 - 차세데 통신방식에서 고속화를 구현하기 위해 MIMO방식과의 결합이 필수적인데 OFDM과 MIMO의 조합은 최적의 조합임.
 - OFDM 시스템은 고속 이동 시 문제가 되는 주파수 선택적 페이딩에 강인함

 

4. 맺음말
- CDMA방식은 복잡성 증대로 인해 차세대통신방식에서는 제한적으로 사용될 전망이며 , 홈네트워킹 등의 일부 응용분야에서는 지속적으로 사용될 전망임
- OFDM은 동적채널할당 기법으로 주파수 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, MIMO, 스마트 안테나 기술과 결합하여 무선 Link Budget, 채널용량을 크게 증가 시킬 수 있음
- OFDM기반 기술은 커버리지 및 동기문제점이 상존하고 있어 이에 대한 보완 기술 필요
- OFDM기술은 4G의 주력기술로 급부상하고 있으며, OFDM-MIMO의 결합은 상호 장점을 극대화 할 수 있는 기술로 관심이 대두되고 있음.