TDMA

앞서 FDMA 방식에 대해 알아보았습니다.
이 FDMA 방식은 아날로그 방식이며 TDMA와 CDMA는 디지털 방식입니다.

어라? 아날로그 방식은 뭐고 디지털 방식은 뭐지?
그건 다음과 같이 생각하시면 됩니다.
신호원(보통 사람의 음성)에서 발생된 신호를 디지털 형태(2진 부호인 1과 0을 사용)로 바꾸면 디지털 방식이고 그렇지 않으면 아날로그 방식입니다. 이전 강의인 무선통신 이야기에서 밝혔듯이 디지털 방식이라 할지라도 안테나를 통하여 전파로 내보내기 전에 다시 아날로그 신호로 변환됩니다. 수신측에서도 변조된 아날로그 신호를 받아 디지털로 변환하였다가 다시 원래의 음성(아날로그)으로 변환하게 됩니다. 이렇게 복잡한 과정을 거치는 이유가 뭘까요? 디지털 방식이면 그냥 디지털로 전파를 보내면 되지 왜 또 복잡하게 아날로그로 바꿀까요? 그건 전파가 원래 아날로그의 특성을 가지고 있기 때문에 음성 등의 아날로그 신호는 직접 보낼 수 있지만 디지털 신호는 직접 보낼 수가 없고 아날로그 신호로 바꾸어서 보내야 하는 것입니다. 이렇게 전송하기 전에 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 것을 변조(Modulation)이라 하고 수신된 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 것을 복조(De-Modulation)이라고 합니다. 우리가 일반적으로 많이 쓰는 모뎀(MODEM)이라는 것이 바로 이 변조와 복조의 합성어(MOdulation + DEModulation)입니다.

 

사설이 길었네요...
오늘은 디지털 다중접속 방식의 하나인 TDMA(Time Division Multiple Access)를 설명드리려고 합니다.

TDMA 방식은 동일한 주파수 대역을 여러 사용자가 "거의" 동시에 공동 사용하는 것으로, 하나의 주파수 대역을 주기적인 일정한 시간 간격으로 나누어서 각 사용자가 차례차례로 자신에게 할당된 시간 간격에 자신의 신호를 실어 보내면 각 수신측에서는 자기의 시간 간격에 있는 정보만을 골라내어 수집하는 방식입니다. 여기서 이 시간 간격을 Time Slot이라고 합니다.
이 시간 간격에 있는 정보만을 골라내기 위해서 Time Gate라는 것을 사용하지요... 타임게이트는 자기 차례 시간에 해당되는 신호만을 통화시킵니다.

예를들기 위해 A, B, C가 각각 a, b, c에게 통화를 할 경우를 가정해 보죠.
A, B, C 세사람에게서 통화 시도가 있으면 A, B, C의 통화 순서를 정합니다. 그런 다음 각 사용자의 통화를 일정한 시간 간격으로 나누어 동일한 주파수에 실어 수신측에 보내며 수신자에게도 a, b, c에게 차례로 접속해 줍니다.
시간 간격을 나눈다는 얘기는 "우리나라 대한민국"을 "우--나--한--" 식으로 끊김이 발생하는 얘기가 아니냐고 반문하시는 분이 계실지도 모르는데 시간 간격이 매우 짧아서 통화중 끊기는 것을 사람은 인지하지 못하게 됩니다.
무슨 얘긴지 아직 어렵죠? ^ ^;;;

좀더 쉽게 비유하자면 A, B 두사람이 얘기하기를 원할 때 한사람씩 순서를 정하여 말하게 하는 방법이라 할 수 있습니다. A가 말하고 나서 B가 말하고 다시 A가 말하고 B가 말하는 식으로 말입니다. 여전히 석연치 않은 구석이 있는데 아무래도 끊김이 있을텐데 말이 제대로 전달되지 않을 것 같군요... 그쵸?
말하는 사람이 순서대로 말하고 듣는 사람이 순서대로 자기에게 오는 말을 듣는다면 자기 차례가 오는 동안은 기다려야 되는 것이 아니냐는 생각이 듭니다. 그렇다면 말이 끊겨 통화가 원활하게 되지 않을텐데...
이건 일부분은 사실입니다. 그러나 말하는 사람은 실제로 차례로 말하지 않고 통상 말하듯이 하면 그 말을 우리가 느낄 수 없을 만큼 아주 짧은 시간 간격에 차례로 실어 보내게 됩니다.
따라서 듣는 사람의 입장에서도 전혀 느끼지 못할 시간 간격으로 말을 듣게 되므로 자연스럽게 들리게 되는 것입니다.

TDMA에 있어서 채널은 바로 이 시간간격(Time Slot)입니다. 미국의 IS-54 TDMA 방식의 경우 FDMA에서 사용하는 1채널 대역폭인 30KHz를 3개의 시간 간격으로 나눕니다.
타임슬롯을 많이 만들어서 통화할 수 있는 용량을 늘리는 것도 고려할 수 있으나 이것도 역시 기술 수준의 문제이므로 무작정 Time Slot을 줄일 수는 없습니다. IS-54에서 Time Slot이라는 개념만 넣은 것으로 기존의 FDMA 방식에 비해 통화 용량이 3배는 증가한 겁니다.
FDMA에서는 한 채널의 대역폭이 30KHz로 특정 시간에 한 가입자만 그 채널을 점유할 수 있었지만 TDMA에서는 30KHz내에 3개의 Time Slot을 둠으로써 3명의 가입자가 30KHz를 공유할 수 있게 된겁니다.
어때요... 훌륭하죠?
유럽의 GSM(Global System for Mobile)도 이 TDMA 기술에 기반해 있는데 한 채널의 대역폭은 200KHz이고 Time Slot은 8개가 존재합니다.