CDMA에서의 확산 방식

CDMA 책을 읽다보면 백색잡음(White Noise)란 얘기가 많이 나옵니다. 이건 뭐냐하면 모든 주파수 대역에 기계소리나 자동차 소리 등의 인위적인 잡음이 아닌 무한대의 전력(에너지)으로 거의 골고루 항상 존재하는 잡음입니다. 백색잡음은 인공적인 잡음과 비슷한 정도의 영향을 주지만 항상 존재하는 것임을 감안해서 통신장비 등을 설계하기도 합니다. 설계를 하기 위해서 이 잡음을 수학적인 모델로 제시한 것이 백색 가우시안 잡음입니다. 백색 가우시안 잡음은 이미 그 영향 정도를 알고 있으므로 필터 등을 통해서 잡음을 제거할 수 있습니다.

 

갑자기 뜬금없이 왜 백색잡음이니 뭐니 얘기를 하냐구요?

그거야 CDMA 방식에서 이 백색 잡음의 성질과 특성을 가진 PN시퀀스(Pseudo Noise Sequence)로 대역을 확산시키기 때문입니다. PN시퀀스는 소주에 물을 타서 희석시킬때 물의 역할을 한다고 생각하시면 됩니다.(그럼 소주는? 그거야 원정보죠 뭐...)

 

PN시퀀스는 1과 0의 2진 코드열로 되어 있습니다. 송수신간에 사용되는 PN시퀀스의 코드 값이 서로 다르면 통신을 제대로 할수가 없습니다. 즉 보낼때 PN시퀀스라는 일종의 암호를 걸어서 보냈는데 받는 쪽에서 암호를 모르면 원래 정보가 뭔지 볼수가 없다는 뜻입니다. 근데 코드의 값이 같다하더라도 코드가 발생하는 시간이 다르면 정보 재생이 또 불가능해집니다. 송수신기간에는 전파가 여러가지 경로를 통하여 지연되어 도착하기 때문에 시간 지연차를 없애기 위해 시간동기 회로가 필요합니다.

 

한번 정리해보죠...

 

원신호(아날로그) - 디지털 신호로 변환 - 확산코드를 곱해서 확산시킴 - 안테나로 발사하기 전에 아날로그 신호로 변조

 

이런 식이 될 겁니다.

 

CDMA에서는 다수의 사용자가 주파수를 동시에 공유한다고 했으니까 하나의 신호만 확산해서 보내는건 아니고 안테나로 발사하기 전(아날로그 신호로 변조하기 전)에 여러가지 정보들이 합쳐서 날려 보냅니다. 그럼 수신기 쪽에서는 자기에게 보내는 정보인지 아닌지 어떻게 알수 있을까요? 그건 확산부호가 서로 같은 신호만 받아들이도록 되어 있기 때문에 가능합니다.

 

예를들어 A가 a에게 통화를 하려고 하고 B가 b, C가 c에게 통화를 하려고 한다고 가정하면 A가 송신할때 사용하는 확산코드와 B가 사용하는 확산코드, C가 사용하는 확산코드가 서로 다릅니다. a는 A의 확산코드를 사전에 알고 있어야 하고 B는 b의 확산코드를, c는 C의 확산코드를 알아야 합니다.

만약 b가 A가 보낸 신호를 받았다면 어떻게 될까요? b는 A의 확산코드를 모르기 때문에 A의 신호를 복조할 수는 없고 단지 A는 b에게 잡음으로만 느껴집니다.

이해되셨죠? ^^;;