The Basics of Multiple Access Protocols in Data Communication week 11
Goals:
여러 장치가 전송 매체를 공유하는 상황에서 전송 매체를 사용하기 위한 방안을 모색할 수 있다. (In situations where multiple devices share a transmission medium, various strategies can be explored to utilize the transmission medium effectively.)
자원을 공유하는 상황에서 해결해야 할 문제점을 파악하고 방안별 장단점을 나열할 수 있다. (Identifying and addressing issues in sharing resources, along with listing the advantages and disadvantages of each approach, are essential steps in finding solutions for resource-sharing scenarios.)
Contents: Media Access, Random Access, Controlled Access, Channelization
💡매체 접근(Media Access Protocols = Multiple Access Protocols)
📍매체 접근 개요(Overview )
여러 장치가 공유하는 전송 매체를 어떻게 사용할지를 결정하는 프로세스를 의미한다.전송 매체를 효율적으로 활용하고 충돌을 방지하기 위해 필요하다.
Media Access Control도 같은 말이다
- 10주차 시간 때 배운 "The OSI 모델의 2단계 데이터링크 계층"의 구성을 자세히 살펴보면 2개의 계층으로 나뉘어 있는데 오늘 배울 매체 접근은 동그라미 표시된 부분에 위치한다.
📍매체 접근의 필요성(The necessity of Multiple Access Protocols)
📌노드와 노드 사이에 전용 채널의 부재(The absence of dedicated channels between nodes)
다중점(Multi-point)링크 혹은 와이파이와 같은 무선 전파와 같이 브로드캐스트(broadcast)링크를 사용하는 경우에는 전용 채널이 존재하지 않는다.
위와 같은 상황처럼 전용채널이 없고, 공유채널만 있는 경우에 특정 시점에 특정 노드가 채널을 점유하여 사용해야 하는 문제가 발생한다.
이런 문제점을 오늘 배울 매체 접근 제어(MAC, Multiple Access Control)기술을 사용하여 해결할 수 있다.
이 기술을 간단하게 말하면 정해진 절차에 따라서 공유채널을 사용하고 독점하지 않는다.
임의 접근(Random Access Protocols)
📍임의 접근 개요(Overview of Random Access Protocols)
모든 지국(station = node, 장치 등 다 같은)은 다른 어떠한 지국보다 우선하지 않으며 다른 지국을 제어할 수 없다라는 컨셉이다.
어떠한 지국도 다른 지국이 전송하는 것에 관여하지 않으며, 오로지 매체의 점유 상태(idle/busy)에 따라서 결정되며 지국간의 경쟁(contention)이 이루어진다.
각 지국은 매체의 상태를 확인하는 것을 포함한 미리 정해진 절차를 수행하여, 매체 상태에 따라서 데이터를 전송하고자 할 때에 전송할 수 있다.
동시에 여러 지국이 전송하려고 결정하는 경우 충돌(collision)이 발생하고 전송에 실패하는 경우가 생긴다.
📍임의 접근으로 가능한 해결법 (Ways to solve the problem with Random Access Protocols)
언제 지국이 매체에 접근할 수 있나?: 임의 접근 기법은 매체의 상태를 확인하여 매체가 비어있는 경우에만 지국이 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 방식으로 어느 시점에든지 매체에 접근할 수 있다.
만약 매체상태가 바쁜 상태라면 지국은 무엇을 할 수 있나?: 만약 매체가 사용 중인(busy) 상태라면, 다른 지국들과 경쟁하여 매체를 점유하기 위해 대기해야 한다. 매체가 다시 비어있는 상태가 될 때까지 지속적으로 매체의 상태를 확인하고 접근을 시도한다.
지국은 어떻게 전송이 성공하거나 실패했는지 알 수 있나?: 지국은 전송한 데이터의 성공 또는 실패 여부를 확인하기 위해 충돌 감지 기능을 사용한다. 만약 다른 지국과의 충돌이 발생하면, 전송이 실패했다는 것을 감지하고 재전송을 시도하게 된다.
매체 접근 시 다른 지국과 충돌이 발생하면 지국은 무엇을 할 수 있나?: 충돌이 발생하면 지국은 재전송을 위해 일정 시간 동안 기다리고, 다시 매체 상태를 확인하여 접근을 시도한다. 충돌이 발생한 지국들은 임의한 시간 동안 대기한 후 다시 접근을 시도하여, 더 많은 충돌을 피하고 성공적으로 데이터를 전송하려고 한다.
- CSMA/CA는 무선통신
📌 순수 ALOHA (pure ALOHA)
1970년대 하와이 대학에서 개발된 프로토콜로 무선 LAN에 사용되도록 설계되었다.
아주 간단한 매체 접근 방식을 가지고 있다. 송신할 프레임을 가진 지국들은 곧바로 프레임 전송한다.
확인 응답 프레임 전송 후 백오프 시간(Tb)이라는 임의의 시간을 다리고, 일정 시간 내에 확인응답을 받지 못하면 프레임 유실로 간주하고 재전송 수행한다.
서로 다른 지국이 서로 다른 시간을 기다리기 때문에, 추가적인 충돌이 발생할 확률이 줄어든다.
- 8개 중에 2개의 프레임이 전송이 성공되었다. 상황에 따라 전송률이 극도로 낮아질 수도 있다.
절차(The process of pure ALOHA)
프레임 전송 후 ACK 프레임 대기(Waiting for ACK Frame after Frame Transmission)
- 지국이 데이터 프레임을 전송한 후에는 일정 시간(왕복 전파 지연 시간) 동안 ACK(응답 확인) 프레임을 대기한다. 이 ACK 프레임은 수신 지국으로부터 데이터가 정상적으로 수신되었음을 확인하기 위한 것이다.
전송 실패 후 재전송(Retry after Transmission Failure)
- ACK 프레임을 받지 못한 경우, 전송이 실패한 것으로 간주하고 일정한 시간 동안 대기(Tb)한 후에 재전송을 수행합니다.
이진 지수 대기시간 적용(Binary Exponential Backoff)
재전송을 위해 대기하는 시간은 이진 지수 대기시간을 적용한다. 이는 재전송 횟수가 증가함에 따라 대기 시간이 증가하는 것을 의미한다. 즉, 재전송 횟수가 많을수록 대기 시간이 길어지게 됩니다.
재전송 횟수가 많다는 것은 현재 전송하려는 지국의 수가 많다는 것을 의미한다.
전송하는 지국의 수가 많을수록 많은 시간을 대기한 후에 전송하는 것이 성공 확률을 높일 수 있다. 경쟁하는 지국이 많을 경우 충돌이 계속해서 발생하기 때문이다.
K는 재전송한 횟수를 뜻하고 대기시간을 결정하는 식은 0 to 2^K - 1이다(하이라이트)
위에 그린 그래프가 이진 지수 대기시간(binary exponential backoff)를 뜻한다. 재전송 횟수가 많을 수록 대기시간이 늘어난다.
- 백오프 대기시간 식: R x Tb or R x Tfr
순수 ALOHA의 취약 시간(Vulnerable time in Pure ALOHA)
서로 다른 지국이 거의 동시에 프레임을 전송하여 충돌이 발생할 가능성이 있는 시간의 길이를 가리킨다.
ALOHA에서는 다른 프레임이 전송되는 순간에도 충돌이 발생할 수 있기 때문에 이러한 취약 시간 길이가 길수록 충돌이 발생할 확률이 높다. 이 취약 시간 동안 충돌이 발생하면 프레임이 손실되거나 완전히 망가질 수 있으므로, 이를 최소화하는 것이 네트워크 성능을 향상시키는데 중요하다.
취약시간은 프레임 전송 시간에 2배에 해당한다고 볼 수 있다.
📌슬롯 ALOHA (Slotted ALOHA)
순수 ALOHA에서의 취약 시간을 줄일 수 없을까란 고민에서 출발한 방식이다.
언제 각 지국들이 프레임을 전송 할 수 있는지 규칙을 지정한 컨셉이다.
위의 자료에서 보듯이 슬롯 ALOHA에서는 프레임 전송 시간(Tfr)을 기준으로 시간 틈새(time slot)를 정의하여 모든 지국들이 이를 동기화하여 맞추고 있다.
취약 시간: 순수 ALOHA의 취약시간은 프레임 전송시간의 2배인 반면 슬롯 ALOHA의 경우엔 프레임 전송 시간과 동일하다. 전송할 프레임이 있는 지국은 시간 틈새의 시작 시(Slot 5)점에 프레임을 전송한다.
정해진 시간 틈새에서만 프레임을 전송할 수 있으므로 취약 시간이 순수 ALOHA의 절반으로 감소하게 되며 네트워크의 효율성을 증가시킨다.
처리량(Throughput)
채널 자원을 충돌없이 성공적으로 사용하는 비율(1보다 같거나 작음)을 뜻한다.
G = 한 프레임 시간 동안 시스템 전체에서 발생한 평균 프레임 개수
S = 처리량, e = 자연 상수
위의 처리량 식을 적용하면 순수 ALOHA는 G값이 1⁄2일 때에 최대 0.184의 처리량을 보이고 슬롯 ALOHA는 G값이 1일 때에 최대 0.368의 처리량을 보인다. 이 내용을 그래프로 표현하면
처음에는 프레임 발생빈도가 낮지만 시간이 지나며 트래픽 로드가 많아질수록 너무 많은 충돌로 효율이 저하하는 것을 볼 수 있고 Slotted ALOHA 프로토콜이 더 효율이 좋다.
📌반송파 감지 매체 접근(CSMA, Carrier Sense Multiple Access)
앞서 언급된 ALOHA 방법들 보다 효율성이 좋다.
충돌 가능성을 줄여서 효율을 높이기 위해 개발된 프로토콜이다.
이 프로토콜은 매체의 상태를 감지하여 충돌을 방지하려고 하는 방식이다.
Ethernet과 같은 네트워크에서 널리 사용되는 프로토콜 중 하나이다.
매체 감지(Media Sensing) 각 지국은 전송하기 전에 매체의 상태를 감지하여 매체가 사용 중인지 여부를 확인한다. (Idle/Busy 상태 확인)
충돌 방지(Collision Prevention): 다른 지국이 이미 매체를 사용 중인 경우, 현재 지국은 전송을 지연하고 다시 매체를 감지하여 충돌을 방지한다.
하지만 신호가 전파되는 일정한 속도(전기나 빛등 속도가 아주 빠르더라도 거리가 아주 멀었다던지 하는 특정한 상)가 있기 때문에, 매체의 상태를 감지하더라도 충돌 가능성을 완전히 제거할 수 없음
- 위의 사진에선 B와 C모두 데이터 전송에 실패한다.
CSMA 에서의 취약타임 (Vulnerable time in CSMA)
한 지국이 프레임을 전송했을 때에 매체를 공유하는 다른 지국들이 매체의 상태를 알 수있을때 까지의 시간 간격을 뜻한다.
취약타임 = 전파 지연시간 (Tp) (Vulnerable time = Propagation time)
취약타임은 데이터를 전송하는데 걸리는 전파시간과 동일하다
CSMA에서 채널이 사용 중일 때 대기하는 방식 3가지( 3 methods CSMA do while waiting when channel is being used)
비지속(non-persistent) 방식
임의의 시간동안 대기한 후 다시 채널 상태 감지를 재시도한다.
효율이 낮다. 왜냐하면 채널이 비어있는지를 확인하기 위해 임의의 시간을 기다리기 때문이다.
1-지속(1-persistent) 방식
계속 감시하다가 채널이 미사용 상태로 바뀌는 즉시 프레임을 전송한다.
이 방식은 효율이 높지만, 수개의 장치가 같이 기다리고 있는 경우 기다리는 노드가 많기 때문에 동시에 프레임을 전송하여 충돌 가능성이 높다.
p-지속(p-persistent) 방식
충돌의 위험을 줄이면서 효율을 높이기 위한 방식이다. (위의 두가지 방식을 섞음)
채널이 미사용 상태로 바뀔 때, 일정 확률 p로 프레임을 전송하거나 나머지(1-p)의 확률로 전송하지 않고 다음 타임 슬롯까지 대기하는 방식
프레임 전송을 미루다가 다른 지국이 채널을 점유하게 되면 충돌이 발생한 것으로 간주하여 다시 대기 절차로 들어간다.
이러한 방식 중에서도 p-지속 방식은 충돌 가능성을 줄이면서도 효율을 높일 수 있는 장점을 가지고 있다.
📌충돌 검출식(CSMA/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)
CSMA 프로토콜에서 충돌이 발생할 때의 처리 절차를 추가한 것이다.
이더넷에서 현재 사용중인 방법이다.
기본 CSMA 프로토콜에서는 충돌이 발생했음에도 불구하고 프레임 전송을 계속하는 경우가 있어 효율적이지 않았다. CSMA/CD는 이러한 문제를 해결하기 위해 다음과 같은 방법을 사용한다.
CSMA/CD 절차(Process)
충돌 감지(Collision Detection):
- 프레임을 전송하면서 계속해서 충돌 여부를 감지한다. (Collision occurs)
충돌 발생 시 처리(Handling Collision Occurrence)
충돌이 발생하면 프레임 전송을 즉시 중단한다. ( C detects collision and aborts)
방해 신호(jamming signal)를 송신하여 충돌이 발생했음을 모든 지국에게 알린다.
재전송 절차(Retry Procedure)
- 충돌이 발생하면 수신측의 요구가 없더라도 재전송 절차를 수행한다.
이러한 방식으로 CSMA/CD는 충돌을 감지하고 적절히 처리하여 효율적인 데이터 전송을 도모한다.
위의 흐름도처럼 재전송이 진행될 때마다 <K = K+1 > 처럼 K의 값이 증가하고 <Wait Tb seconds> 처럼 기다리는 시간이 늘어나기 때문에 충돌을 피할 수 있게 된다.
CSMA/CD 가 충돌을 피하기 위해 하는 방법 (Method of CSMA/CD to avoid collision)
최소 프레임 크기 설정(Set minimum frame size)
설정하는 이유: 충돌을 감지하는데 필요한 시간을 확보하기 위함이다. 프레임 전송 시간이 너무 짧으면 충돌을 감지하지 못하는 경우가 발생할 수 있기 때문이다.
필요한 시간은 프레임에 길이에 따라 다른데 프레임의 길이를 구하는 법은 이론적인 계산과 경험적인 방법을 통해 결정된다.
충돌이 발생했을 때 신호가 채널을 통해 전파되는 시간도 고려해야한다.
Tp = 최대 전파시간
프레임 전송 시간은 최소 51.2 us 여야 한다.
위에 얻어진 전송 시간으로부터 최소 프레임의 크기를 얻을 수 있다.
대역폭xTb = 512 bits = 64 bytes
최소 프레임의 크기 = 64 bytes
- 교수님 강의노트 스크린캡쳐 ~ 요즘 이더넷은 속도가 최소 100 Mbps이기 때문에 예제는 속도가 아주 느린 예제라고 하신다.
💡제어접근 (Controlled Access)
📍제어접근의 개요(Overview of Controlled Access)
이전(Random access)까지는 지국(station)이 협의하는 절차가 존재하지 않았다. 그저 시스템끼리 알아서 처리하는 방식이었다. 제어 접근은 여러 지국이 공유 매체를 효율적으로 사용하기 위해 서로 협의하거나 특정 지국이 독립적으로 자원을 관리하고 할당하는 방식이다.
이는 특정 시점에 어떤 지국이 데이터를 전송할 권리를 갖는지를 미리 결정한 후에 공유 매체를 사용함으로써 동작하게 된다. 이로인해 기존에 발생하던 충돌을 제거하였다.
제어 접근 방식에는 일반적으로 다음과 같은 세 가지 방식이 있다.
📍제어접근의 3가지 방식( 3 methods of Controlled Access)
📌 예약(Reservation)
각 지국이 데이터를 전송하기 전에 미리 해당 시간대에 매체를 예약을 해야만 사용이 가능한 방식이다. 예약된 시간에만 데이터를 전송할 수 있으며, 다른 지국이 그 시간에는 데이터를 전송할 수 없다.
N개의 지국이 존재하면(위의 예제에서는 5개) N개의 예약 미니슬롯(mini-slot)을 정의한다.
예약 미니슬롯에 예약하면 예약 프레임 이후에 데이터 프레임을 전송하고 그 전까지는 대기한다.
📌 폴링(Polling)
하나의 주국(primary station)과 나머지 종국(secondary station)으로 구성되어 있는 형상에서 동작하는데 전송하는 채널의 점유권을 주국이 관리하고 분배하는 방식이다. 나머지 종국은 그에 응답을 하며 데이터를 전송한다.
프레임의 전달 방향에 따라 폴링(Polling), 선택(Selection)으로 구분된다.
위의 예제에서 Select 부분을 설명하자면 주국에서 종국으로 처음엔 정상적으로 작동하는지 확인 차 SEL로 전송하고 ACK 응답을 받은 후에 DATA를 전송하였다.
Poll 부분을 설명하자면 처음에 1 -> 2에서 주국이 종국인 A에게 전송할 데이터가 있는지 확인하고 NAK인 부정적인 응답을 받는다. 그 이후에 3 -> 4에서 확인 후, DATA를 전송 받은 후에 ACK 응답을 보낸다.
📌 토큰 전달(Token passing)
토큰 전달 방식에서 각 지국은 토큰을 소유하게 되면 데이터를 송신할 권한을 가지게 된다. 이때, 각 지국은 선행자(Predecessor)와 후행자(Successor)를 정의하게 된다.
선행자(Predecessor):
- 토큰을 현재 지국으로부터 받은 이전 지국을 가리킴
후행자(Successor):
- 후행자는 토큰을 받아서 데이터를 송신할 다음 지국을 가리킨다. 또는 일정 시간이 지나면 토큰을 강제로 넘겨줄 다음 지국을 가리킨다.
토큰은 논리적으로 정해진 순서로 고리 형태의 형상을 따라 전달된. 즉, 토큰은 지국들 사이에서 순환되는데, 각 지국은 선행자로부터 토큰을 받아서 후행자에게 전달한다. 이렇게 함으로써 데이터 전송 권한이 효율적으로 조절되고 네트워크 상에서 충돌을 방지할 수 있다.
💡채널화 (Channelization)
📍채널화의 개요(Overview of Channelization)
채널화 역시 다중 접근(Multiple access protocols)을 위한 한 가지 방법이다.
위에서 배운 임의 접근과 제어 접근은 각각의 노드들이 공유 매체에 접근하는 방식을 정의하고, 이들은 다중 접근 프로토콜의 한 부분으로 분류된다. 임의 접근은 노드가 스스로 알아서 매체에 접근하고 경쟁하는 방식을 말하며, 제어 접근은 논리적인 절차를 통해 매체 접근을 순서화하는 방식을 말한다.
반면에, 채널화는 데이터 전송을 조절하고 관리하는 데에 있어서 다른 관점에서 접근한다. 채널화는 공유 매체를 사용하면서도 논리적으로 전용채널을 정의하여 각각의 지국에 할당해주는 방식이다. 이렇게 하면 각 지국은 할당된 전용 채널을 통해 충돌 없이 데이터를 전송할 수 있게 된다. 따라서 채널화는 다중 접근 프로토콜의 한 종류로 간주될 수 있지만, 데이터 전송을 더 효율적으로 관리하고 제어하는 데에 있어서 임의 접근이나 제어 접근보다 더 나은 방법으로 여겨진다. 근래에 사용하는 이동통신 기술은 모두 이러한 채널화 개념을 사용하고 있다.
기본적으로 별도의 공용채널(공용 주파수대역/타임슬롯/코드)을 정한뒤 이 별도의 공용채널 안에 임의 접근을 통하여 전용채널(특정 주파수/타임슬롯/코드)을 할당받아 경쟁 없이 독점적으로 이용하는 시스템이다.
채널화의 전용 채널로 쪼개어 진다는 개념은 지난시간에 배운 다중화(Multiplexing)과 굉장히 흡사하다.
📌 채널화와 다중화의 공통점과 차이점(Common ground and different between Channelization and Multiplexing)
차이점
채널화(Channelization):
채널화는 데이터 링크 계층(Data Link Layer)에서 발생하는 개념이다.
채널화는 공유 매체를 사용하면서 각 지국에게 논리적인 전용 채널을 할당하여 충돌을 방지하고 데이터를 관리한다.
별도의 장비가 없다.
다중화(Multiplexing):
다중화는 물리 계층(Physical Layer)에서 발생하는 개념이다.
MUX/DEMUX라는 별도의 장치를 사용한다.
공통점:
데이터 전송 관리: 채널화와 다중화는 모두 데이터 전송을 효율적으로 관리하고 제어하는 데 사용된다.
공유 매체 활용: 전용 채널로 쪼개어 진다는 개념이 비슷하다.
📌주파수 분할 다중 접근 (FDMA, Frequency Division Multiple Access)
- 여러 지국이 공유 매체에서 사용 가능한 대역폭을 나누어 데이터를 전송하는 다중 접근 기술의 채널화 중 하나이다. 이 기술의 특징과 작동 방식은 다음과 같다.
대역폭 공유(Bandwidth Sharing) 사용 가능한 전체 대역폭이 모든 지국들에 의해 공유된다. 이는 여러 지국이 동시에 데이터를 전송할 수 있는 환경을 만들어준다.
주파수 분할(Frequency Division) 전체 대역폭을 여러 개의 작은 주파수 채널로 나눈다. 각 지국은 할당된 주파수 채널을 사용하여 데이터를 전송한다.
할당된 대역 사용(Allocated Band Usage) 각 지국은 할당된 주파수 채널을 사용하여 데이터를 전송한다. 이는 다른 지국들과의 충돌을 방지하고 각 지국이 전용 채널을 사용할 수 있도록 한다.
임의 접근 절차(Random Access Procedure) 모든 지국이 알고 있는 특정 주파수 대역에서 임의 접근 절차를 통해 특정 지국이 특정 대역을 할당받는다. 위의 그림에서 쪼갠뒤 나누어지는 기준은 이런 임의 접근 절차를 통해 미리 결정된다.
FDMA는 주로 라디오 통신이나 위성 통신과 같은 네트워크에서 사용된다. 이 기술은 대역폭을 분할하여 여러 사용자가 동시에 데이터를 전송할 수 있도록 하며, 데이터 전송을 관리하고 조절하는 데 효과적이다.
📌시분할 다중 접근 (TDMA, Time Division Multiple Access)
다중 접근 기술 중 하나로, 시간상으로 여러 개의 시간 슬롯을 정의하고 각 지국들에게 이러한 시간 슬롯을 할당하여 데이터를 전송하는 방식이다. 이 기술의 특징과 작동 방식은 다음과 같다.
시간 슬롯 할당(Time Slot Allocation) 네트워크에서 사용 가능한 시간을 여러 개의 시간 슬롯으로 분할하고, 각 지국에게 이러한 시간 슬롯을 할당한다. 각 지국은 할당된 시간 슬롯에서 데이터를 전송한다.
임의 접근 절차(Random Access Procedure) 모든 지국이 알고 있는 특정 시간 슬롯에서 별도의 임의 접근 절차를 통해 특정 지국이 특정 시간 슬롯을 할당받는다. 이는 충돌을 방지하고 각 지국이 데이터를 전송하기 위한 시간을 조절하기 위한 메커니즘입니다.
시간 동기화(Time Synchronization) 각 지국이 정확한 시간에 데이터를 전송하고 수신할 수 있도록 하기 위해 모든 지국들 간에 시간 동기화가 이루어져야 하는데 문제가 될 수 있다. 물리적으로 떨어져있는 기기끼리 동기화를 하려고하면 정확도가 떨어지기 때문이다.
보호 시간 추가(Additional Guard Time) 위의 시간 동기화의 문제를 해결하기 위해 각 시간 슬롯 사이에는 보호 시간이 추가될 수 있다. 이는 각 지국이 데이터를 전송하거나 수신하는 데 필요한 약간의 추가 시간을 제공하여 지연을 보상한다.
📌 코드 분할 다중 접근(CDMA, Code Division Multiple Access)
다중 접근 기술 중 하나로, 각 지국이 주파수나 시간을 분할하지 않고 독립적인 코드를 나누어서 동시에 전체 대역폭을 하나의 채널로 간주하여 데이터를 전송하는 방식이다. 이 기술의 주요 특징과 작동 방식은 다음과 같다.
전체 대역폭 사용(Full Bandwidth Utilization) CDMA에서는 모든 지국이 전체 대역폭을 공유하며, 각 지국은 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 이는 다른 다중 접근 기술과는 달리 주파수나 시간을 분할하지 않고 전체 대역폭을 공유한다.
코드 사용(Code Usage) 각 지국은 할당받은 고유한 코드를 사용하여 데이터를 전송한다. 이 할당받은 코드는 실제로 논리적인 채널 역할을 수행한다. 각 지국은 해당 코드를 사용하여 데이터를 전송하기 전에 대역확산을 수행하게 된다.
임의 접근 절차(Random Access Procedure) 모든 지국은 알고 있는 특정 코드를 사용하여 별도의 임의 접근 절차를 통해 특정 지국이 특정 코드를 할당받습니다. 이러한 과정을 통해 충돌을 방지하고 각 지국이 데이터를 전송하기 위한 코드를 할당받을 수 있습니다.
코드 분할 다중 접근 예제와 복호화 과정 소개(CDMA example and decoding process)
- 위에 노란색 동그라미의 계산 결과는 Data [ -1 -1 -3 +1]인데 그 값을 그라프로 표현하면 아래와 같은 결과가 나온다.
최종적으로 전달된 Data on the channel에서 복호화를 통해 원래의 데이터 값을 복원하려고하면 아래와 같은 과정을 거친다.
Data on the channel 과 Station 2's code를 계산하면 Inner product result가 나오는데 숫자로 표현하면 -1, +1, -3, -1의 결과가 나온다. 이것을 계산하면 -4이고 -4/4의 값은 -1, 이것은 Station 2의 값과 동일하다.
이런식으로 합쳐진 신호로부터 코드를 이용해 원래의 데이터값으로 추출이 가능하기 때문에 결과적으론 각각의 스테이션이 자신의 전용채널을 사용하는 것과 동일한 효과를 나타내게 된다.
퀴즈(Quiz)
학습 정리(Summary)
