전파의 감쇄

CDMA에서 가장 중요한 기술 중의 하나가 바로 전력제어입니다. 전력제어를 설명하기 전에 전파의 성질 하나를 잠시 살펴보겠습니다.

 

전파의 수신 감도 차이를 나타내는 것으로 감쇄계수라는 것이 있습니다. 감쇄계수는 자유공간과 무선 환경에서의 두가지 종류가 있는데 자유공간이란 진공 상태를 의미합니다. 자유공간에서 발사된 전파는 다른 물체 등에 반사됨이 없이 직접 수신측으로 전달됩니다. 그러나 실제 무선 환경에서는 전파가 발사되어 여러경로를 거쳐서 수신됩니다. 따라서 무선 환경에서의 수신감도보다는 자유공간에서의 수신감도가 양호할 겁니다. 이를 감쇄계수로 나타내면 다음과 같습니다.

 

여기서 r은 전파의 전파 거리입니다.

즉, 이 말은 전파가 거리에 따라 신호의 세기가 감소한다는 의미입니다.

 

설명의 편의를 위해 전파가 전파 거리에 따라 1/(r exp4)에 비례한다고 가정하겠습니다.

송신측에서 A는 1km 떨어져 있고 B는 2km 떨어져 있을때 두 지점의 수신 감도는 1/16배가 차이납니다.

즉, 거리는 2배밖에 떨어지지 않았는데 수신 감도는 1/16 만큼이나 저하된 거죠. 만약 수신B가 송신측으로부터 10km 떨어져 있다면 거리는 10배 멀어지지만 수신감도는 1/10exp4 = 1/10000배나 저하됩니다. 상식적으로는 거리가 2배 떨어지면 수신 감도도 반으로 줄어들어야 정상이라고 생각하시겠지만 앞서 말씀 드렸듯이 전파는 무선환경에서 거리의 3승 또는 5승에 반비례하게 됩니다.

 

이렇게 송신측과 수신측의 거리에 따라 수신 감도는 급격한 차이를 보입니다. 따라서 동일한 출력으로는 급격한 차이를 보이는 수신 감도를 보상할 수가 없기 때문에 통화 품질도 급격히 저하될 수밖에 없습니다.

 

CDMA도 당연히 무선 통신이니까 이러한 문제를 피할 수 없겠죠? 따라서 전력제어가 필요한 겁니다.