이동통신

이동통신(Mobile Communication)은 고정된 위치가 아닌 장소에서 사용자가 단말기를 통해 음성이나 영상, 데이터 등을 장소에 구애받지 않고 무선으로 통신할 수 있도록 이동성이 부여된 통신 체계를 말한다.

개요

이동통신은 무선통신 기술을 사용하므로 일부 범주에 포함되기는 하지만, 사용자의 이동성이 보장되어야 하므로 무선을 이용한 통신이 반드시 이동통신이 되는 것은 아니다. 이동통신에도 많은 종류가 존재한다. 보통 휴대전화라고 불리는 서비스인 셀룰러 이동통신을 비롯하여 주파수 공용 통신(TRS: Trunked Radio System), 위성 이동통신 등이 있으나 주파수 공용 통신이나 위성 이동통신 등은 사용 대상이 매우 제한되어 있다.

역사

무선을 이용한 통신이 시작된 것은 1990년대 초부터였지만 무선을 이용한 전화가 등장한 것은 1921년으로, 미국 디트로이트 경찰의 차량 이동전화 서비스가 시작되면서부터였다. 일반인을 대상으로 한 최초의 이동전화 서비스는 1946년 미국 세인트루이스에서 3개의 채널을 이용한 수동교환방식의 서비스였다. 사용자가 직접 다이얼을 돌려 상대방과 접속하여 양방향 통화가 가능한 서비스는 1964년이 되어서야 제공되기 시작했다. 1975년에 미국 모토로라 사의 마틴 쿠퍼(Martin Cooper)를 비롯한 연구진들은 셀룰러 개념을 이용한 이동통신 방법을 개발하고 미국 특허등록을 하였다. 이후 시카고와 워싱턴 D.C.에서 셀룰러 이동전화 서비스가 시험 운용되었다. 1979년 일본에서 최초로 상용화 되었고 1983년에는 미국에서도 상용 서비스가 시작되었다. 국내에서는 1984년에 AMPS 방식의 상용 서비스가 시작되었다. 이 아날로그 방식의 셀룰러 이동통신을 1세대 이동통신이라 부른다. 1세대 이동통신을 1G 라고도 하며, 음성을 전송하기 위해 사용하는 주파수변조 방식이 아날로그이기 때문에 음성통화만 가능하다. 아날로그 방식은 통화에 혼선이 생기고 주파수도 효율적으로 관리하지 못한다는 단점이 있다. 이후 1990년대에는 디지털 이동전화 방식들이 등장하게 되었다. 2세대 이동통신 기술은 우리나라와 미국의 코드 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access, CDMA), 유럽의 GSM(Global System for Mobile communication) 그리고 일본의 PDC(Personal Digital Cellular) 등의 기술을 활용한 것이다. CDMA 방식의 이동통신은 미국의 퀄콤 사와 한국의 전자통신연구소가 공동 개발하여 1996년 세계에서 최초로 한국에서 상용 서비스를 제공하였다. 흔히 2G 라고도 하며, 음성통화 외에 문자메시지, e메일 등의 데이터 전송이 가능해진 것이 가장 큰 특징이다. 2세대를 계기로 국내 이동전화 시장이 비약적으로 성장하고 휴대폰 산업도 글로벌 경쟁력을 갖추게 된다. 3세대 이동통신 기술은 1990년대 말부터 2GHz 대역에서 2Mbps의 전송속도로 멀티미디어 서비스를 지향하는 IMT-2000이라는 기준이다. 이를 만족시키는 기술표준인 W-CDMA와 CDMA2000은 2000년대 들어서면서 상용화되었다. 3G 라고도 하는 3세대 이동통신부터는 무선인터넷을 통해 주문형비디오, 양방향 통신, MP3등을 다운로드 받을 수 있게 됐다. 이동 통신사들이 설치한 기지국으로 부터 데이터를 받아 오는 방식으로 기지국이 촘촘해져 이동중일 경우에도 편리해졌다. 2011년 7월 도입된 LTE(long term evolution)를 4세대 이동통신 기술에 포함시키지만, 엄밀히 구분하면 LTE는 W-CDMA와 CDMA2000으로 대별되는 3세대 이동통신과 4세대 이동통신의 중간에 해당하는 기술이라 하여 3.9세대 이동통신으로 본다. 2012년 1월 국제전기통신연합(ITU)은 LTE를 보다 진화시킨 LTE-advanced와 WiBro-advanced를 4세대 이동통신의 국제표준으로 채택하였다. 4세대 이동통신은 정지중 1Gbps, 이동중 100Mbps의 속도를 내는 이동통신 서비스이다. 이론적으로 1.4GB 분량의 영화 한편을 휴대폰으로 11초 정도에 받을 수 있는 속도이다. 4차 산업 혁명의 기반이 될 필수적인 기술이라고 할 수 있는 5세대 이동통신은 현재 상용화 되어있는 4세대 이동통신의 속도보다 약 20배 정도 빠른 속도로 100만 개의 기기를 동시에 연결할 수 있는 초연결을 통해 4차 산업 혁명의 핵심 기술인 가상현실(VR), 자율주행, 사물인터넷(IoT), 빅데이터 등 첨단기술과 결합되어 원격의료나 무인 택배 배송, 스마트 시티와 같이 다양한 분야에서 사회 전반적인 변화를 안겨줄 전망이다.

주요 이동통신 기술

핸드오버

사용자가 통신에 사용하는 채널을 변경하는 작업을 핸드오버(hand over)라고 한다. 사용자가 하나의 셀 영역을 떠나 인접 셀로 진입하면 통신하는 기지국이 변경되어야 하기 때문에 핸드오버가 필요해지게 된다. 원래 연결되어 있던 기지국의 연결을 끊고 새로운 기지국과 새 연결을 만들어야 하는데, 이 과정에서 통화가 단절되어서는 안된다. 같은 셀 내라고 해도 섹터가 변경되면 채널이 변경되어야할 때, 현재 사용하는 채널의 불량 등으로 통화가 어려울 때 핸드오버가 발생하기도 한다. 기술적으로 본다면 현재 사용하고 있는 채널의 신호 감도 등이 기준에 미달될 때 신호 감도가 좋은 새로운 채널로 전환하게 되는 것이다. 핸드오버의 종류에는 하드(hard) 핸드오버, 소프트(soft) 핸드오버 그리고 소프터(softer) 핸드오버의 세 종류가 있다.

• 하드 핸드오버

하드 핸드오버는 일단 기존 셀과의 연결을 해지하고 난 후 새로운 셀과 연결하는 방법이다. 주파수 분할 다중 접속(FDMA)이나 시분할 다중 접속(TDMA) 방식을 사용하는 시스템에서 주로 사용하고 있는데, 이 방법은 네트워크에게는 가장 부담이 적은 핸드오버 방식이지만 핸드오버 시 순간의 통화 단절이 느껴질 수도 있다.

• 소프트 핸드오버

같이 보기

• 통신
• 무선통신

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