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이동통신공학
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이동통신공학

  • 박용완
  • |
  • 생능출판사
  • |
  • 2015-08-03 출간
  • |
  • 588페이지
  • |
  • 195 X 265 mm
  • |
  • ISBN 9788970508474
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평

이 책의 특징

급변하는 통신 응용분야를 따라 잡기란 참으로 어렵고 많은 노력이 필요하다. 저자도 스마트폰을 사용하는 데 며칠을 독학하여야 했으며, 원하는 응용프로그램을 다운로드받기 위해 숱한 시행착오를 거치면서 한 달이 지나서야 겨우 스마트폰이 손안에 있는 것처럼 자연스럽게 느껴졌다. 이러한 응용시스템 부분은 시시각각 변화하면서 독자들과 숨바꼭질을 하지만, 그 응용시스템을 구동하는 원천 기술은 영원토록 변하지 않는다. 수학이 어려워졌다고 구구단이나 덧셈, 뺄셈이 변하지 않는 것과 같은 원리이다. 처음 구구단을 접하면 어렵고 이해도 잘 안 되지만, 완전하게 습득하고 나면 수학을 즐길 수 있는 밑거름이 되기 때문이다. 이 책이 모든 독자에게 이동통신을 이해하는 데 기초수학과 같은 존재가 되기를 바란다.
이 책의 특징은 다음과 같다.
- 이동통신에 대한 기본적인 개념과 시스템의 이해를 돕기 위해 매우 쉽게 서술하였다.
- 이동통신의 핵심기술을 실제 시스템과 접목하여 설명함으로써, 독자들이 이동통신시스템 상용 개발에 적용할 수 있도록 하였다.
- 이동통신의 기본 및 핵심기술의 이해를 바탕으로 이동통신시스템에 대하여 구체적으로 서술하였다.
- OFDM, MIMO 등과 같은 차세대 이동통신 기술들의 동향 및 핵심기술을 서술하였다.
- 4세대 이동통신 기술인 LTE 시스템, LTE-A 시스템에 대해 자세히 알아보고, 이를 바탕으로 앞으로의 이동통신 기술 발전 전망에 대하여 다루었다.

이 책의 내용

1장은 전반적인 통신의 개념과 역사에 대해 설명하였다. 가장 기본적이고 원시적인 통신 수단에서부터 시작하여 통신을 이루는 기본 단위인 신호와 정보의 표현과 전송에 대하여 이야기하였다. 이를 바탕으로 아날로그, 디지털 신호의 개념과 통신방법을 개괄적으로 서술하였다. 2장에서는 이동통신공학에 입문하는 독자에게 가장 유용한 이론인 전파의 원리와 전파가 전파되는 기본 원리에 대해 서술하였다. 또한 무선의 공간에서 전파를 이용한 통신을 사용하는 무선통신시스템에 대해 설명하였다. 3장에서는 이동통신이 이루어지는 통신 채널환경의 특성과 전파환경에 대해서 자세히 이해할 수 있도록 비교적 깊이 있게 다루었다. 이동통신을 처음 접하는 저학년 학부 학생이나 통신 분야의 입문자에게 다소 어렵게 느껴질 수 있으나 디지털통신에서 이동통신시스템으로 나아가는 기본이 되는 부분이므로 간과할 수 없다. 인구수보다 더 많은 휴대전화단말기가 존재하는 국내에서는 어디에서나 통화하는 사람들을 쉽게 볼 수 있다. 그리고 한번쯤은 이러한 사람들을 보면서 통화가 도대체 어떠한 과정과 시스템을 거쳐서 이루어지는지 궁금해 한 적이 있을 것이다. 4장에서는 이러한 궁금증을 해결해 줄 수 있는 통화 과정에 대한 시스템적인 내용에 대해 설명하였다. 5장에서는 셀룰러시스템에 대한 전문적인 지식을 다루었다. 이 책의 표지 문양이 왜 벌집 모양인지 궁금했던 독자가 있다면 이 장을 공부한 순간 그 궁금증이 해결될 것이다. 내용이 흥미가 없더라도 벌집에 대한 궁금증을 가지면서 흥미를 잃지 않고 읽어 주기를 기대해 본다.
그리고 6장과 7장에서는 세계 속의 통신강국 한국을 널리 알린 CDMA에 대한 원리와 시스템 구조 그리고 차세대 이동통신 핵심기술인 WCDMA를 비롯한 다양한 3세대 이동통신 원천기술을 담았다. 6장과 7장에 서술된 무선접속기술, 코드의 역할, 채널 구조 등은 지금도 기본 기술로 여겨질 만큼 이동통신을 공부하는 사람이라면 누구나 알아야 할 중요한 내용이다. 또한 뒤이어 설명하는 3세대(3G) 역시 2000년대 전 세계 이동통신 세계에 큰 영향을 미친 중요한 기술로 이 책을 읽는 독자라면 결코 소홀히 해서는 안 되는 중요한 내용이다.
새롭게 수정된 8장에서는 4세대 이동통신의 핵심기술인 OFDM 기술과 MIMO 기술에 대해서 설명하고 있다. 다중 반송파 기술인 OFDM 기술을 바탕으로 주파수 분할 다중 접속을 결합한 OFDMA 기술을 설명하고 있다. 그리고 OFDM의 장단점을 설명하면서, LTE의 상향링크의 전송 기술인 SC-FDMA 기술의 개념도 설명한다. 그리고 다중 안테나를 사용하여 채널 용량을 늘리는 MIMO 기술을 채널 용량 관점에서 시작하여 다이버시티, 공간 다중화, 공간 분할 다중 접속 기술로 구분하여 서술한다. MIMO 기술의 이해를 위해서는 다양한 수학적 개념이 필요로 하여 최대한 쉽게 쓰려고 노력하였지만, 수식이 없이는 설명이 어려운 부분이 많다. 그래서 독자들이 읽는데 어려움이 있을 것으로 생각되나 최근 이동통신은 MIMO 없이는 속 빈 강정이나 다름없기 때문에 인내를 갖고 읽어주길 바란다. 그리고 9장에서는 4세대 이동통신 시스템인 LTE에 대해서 서술하고 있다. LTE의 주요 기술적 특징을 필두로, 프레임 구조 및 물리 채널의 종류를 설명하고, 간섭 관리 기법으로 LTE 부분을 정리하였고, LTE-A에서는 LTE에서 용량 증대를 위해서 채택한 주요 기술을 하나하나 추가하는 형태로 구성하였다. 끝으로 10장에서는 스마트폰 시대에 있어서 이동통신과 상생의 관계를 유지하고 있는 근거리 무선통신에 대해서 언급하고 있다. 이 부분에서는 Wi-Fi로 알려져 있는 WLAN의 표준 체계 및 기본 동작 원리와 최근 발전된 WLAN 기술을 차례대로 설명하여 독자들이 WLAN에 대한 기본 동작 및 기술 흐름을 파악할 수 있게 하였다. 그리고 블루투스 및 지그비로 대표되는 WPAN 기술도 간략히 설명하고 있다.

목차

CHAPTER 01 이동통신의 개요
1.1 통신의 개념과 역사
1.1.1 유선통신의 발전
1.1.2 무선통신의 발전
1.2 신호의 표현
1.2.1 아날로그신호의 표현
1.2.2 디지털신호의 표현
1.2.3 시간 영역과 주파수 영역
1.2.4 주파수 스펙트럼(spectrum)과 대역폭(bandwidth)
1.2.5 신호의 강도(dB)
1.3 정보의 표현과 전송
1.3.1 정보와 정보량
1.3.2 신호의 전송
1.3.3 정보 전송매체
1.3.4 전송손상과 신호의 성능
1.3.5 통신시스템 채널용량(channel capacity)
1.4 디지털신호의 전송
1.4.1 디지털통신의 기본 블록도
1.4.2 디지털통신 기술
1.4.3 다중접속 방식
연습문제

CHAPTER 02 전파와 전송시스템
2.1 전파의 특성과 종류
2.1.1 전계와 자계
2.1.2 전자기파의 생성과 전파
2.1.3 전파의 발생
2.1.4 전파의 특성
2.1.5 전파의 종류
2.2 전파(propagation)의 원리
2.2.1 자유공간에서의 전파
2.2.2 잡음 모델
2.3 RF 전송시스템
2.3.1 안테나
2.3.2 증폭기(amplifier)
2.3.3 필터(filter)
2.3.4 믹서(mixer)
2.3.5 소스(source)
연습문제

CHAPTER 03 이동통신의 채널환경
3.1 이동통신 채널의 특징
3.1.1 경로손실(path loss)
3.1.2 섀도잉(shadowing)
3.1.3 페이딩(fading)
3.1.4 간섭(interference)
3.2 전파(propagation)모델
3.2.1 대규모 전파모델(large-scale propagation)
3.2.2 소규모 전파모델(small-scale propagation)
3.3 페이딩 채널모델
연습문제

CHAPTER 04 이동통신시스템
4.1 이동통신시스템의 개요
4.2 이동통신의 역사
4.2.1 세계 이동통신의 역사
4.2.2 우리나라 이동통신의 역사
4.3 이동통신의 주파수 사용 현황
4.3.1 차량, 휴대전화용 주파수(CDMA cellular system)
4.3.2 이동전화용 주파수와 채널 구성
4.4 시스템의 구성과 설계
4.4.1 이동통신시스템의 구성
4.5 호 처리 절차
4.5.1 M에서 M으로 통화를 연결하는 절차(이동전화-이동전화)
4.5.2 M에서 L로 통화를 연결하는 절차(이동전화-일반유선전화)
4.5.3 L에서 M으로 통화를 연결하는 절차(일반유선전화-이동전화)
4.6 문자메시지 서비스 시스템
4.6.1 문자메시지 서비스 시스템 구성과 개념
4.6.2 문자메시지 서비스 호 처리 절차
4.7 무선데이터 서비스
4.7.1 무선데이터시스템 구성
4.7.2 무선 IP 네트워크 구조
4.8 이동통신의 주요 기술
4.8.1 핸드오프
4.8.2 위치등록(location registration/autonomous registration)
4.8.3 로밍(roaming) 기술
4.8.4 보안과 인증
연습문제

CHAPTER 05 셀룰러통신의 개념
5.1 셀룰러시스템의 개념
5.1.1 셀의 의미와 형태
5.1.2 셀룰러시스템의 기본 기술
5.1.3 셀룰러와 주파수재사용
5.2 시스템용량과 통화권
5.2.1 주파수재사용과 용량
5.2.2 간섭과 시스템용량
5.2.3 용량 증대 기술
5.2.4 중계기
5.3 트렁킹 이론(trunking theory)
5.3.1 무선망 설계 과정
연습문제

CHAPTER 06 cdmaOne시스템 개요
6.1 무선접속과 듀플렉스
6.1.1 무선접속 기술
6.1.2. 듀플렉스(Duplex)
6.2 코드의 종류 및 발생
6.2.1 직교코드
6.2.2 의사잡음코드
6.3 대역확산
6.4 cdmaOne코드
6.4.1 코드의 할당
6.4.2 코드를 이용한 기지국 구분
6.4.3 의사잡음코드 동기
6.5 다이버시티 기술
6.5.1 주파수다이버시티
6.5.2 시간다이버시티
6.5.3 공간다이버시티
6.6 핸드오버
6.7 전력제어
6.7.1 역방향 링크 전력제어
6.7.2 순방향 링크 전력제어
6.8 cdmaOne시스템 용량
연습문제

CHAPTER 07 cdmaOne시스템 채널 구조
7.1 순방향 링크 채널 구조
7.1.1 파일럿채널
7.1.2 동기채널
7.1.3 호출채널
7.1.4 통화채널
7.1.5 순방향 링크 변조
7.2 역방향 링크 채널 구조
7.2.1 엑세스채널
7.2.2 통화채널
7.3 IMT-2000 주요 기술
7.3.1 대역확산 및 변조
7.3.2 역방향 링크 복조 방식
7.3.3 OVSF 직교코드
7.3.4 송신다이버시티
7.3.5 AMC와 HARQ
7.3.6 기타
7.4 W-CDMA 채널 구조
7.4.1 W-CDMA 전달(transport)채널 구조
7.4.2 W-CDMA 물리(physical)채널 구조
7.4.3 전달채널과 물리채널의 매핑
연습문제

CHAPTER 08 차세대 이동통신
8.1 OFDM
8.1.1 OFDM 기술의 특징
8.1.2 OFDM 전송 이론
8.1.3 OFDM 보호구간
8.1.4 OFDM vs. FDM
8.1.5 OFDM 다중엑세스 기법
8.1.6 OFDM 방식의 통신시스템
8.1.7 SC-FDM 전송 이론
8.1.8 OFDM의 발전 방향
8.2 MIMO
8.2.1 다중안테나 기술
8.2.2 MIMO 기술의 종류 및 발전 과정
8.2.3 MIMO 다이버시티 기술
8.2.4 MIMO 공간다중화 기술
8.2.5 SDMA 기술
8.2.6 MIMO 기술의 발전 방향
연습문제

CHAPTER 09 LTE 시스템
9.1 LTE 시스템 개요
9.2 LTE의 주요 기술
9.2.1 다중 반송파 기술
9.2.2 다중 안테나 기술
9.2.3 패킷 스위칭 무선 인터페이스
9.3 프레임 구조
9.3.1 FDD 프레임 구조
9.3.2 TDD 프레임 구조
9.4 물리 채널의 종류
9.4.1 하향링크 물리 채널
9.4.2 상향링크 물리 채널
9.5 간섭 제어 기술
9.6 LTE-A 시스템
9.6.1 CA(Carrier Aggregation)
9.6.2 향상된 MIMO 기술
9.6.3 중계(relay) 전송 기술
9.6.4 향상된 간섭 제어 기술
9.6.4 CoMP(Coordinated Multi-Point) 송수신 기술
연습문제

CHAPTER 10 근거리 통신시스템
10.1 근거리 통신시스템의 개요
10.2 WLAN
10.2.1 WLAN 표준의 체계
10.2.2 WLAN 기술
10.2.3 WLAN 성능 향상 기술
10.3 WPAN
10.3.1 블루투스
10.3.2 지그비
10.3.3 초광대역 무선 통신

저자소개

저자 박용완은
1982년 경북대학교 전자공학과 학사
1984년 경북대학교 전자공학과 석사
1989년 뉴욕주립대(Buffalo) 전자공학과 석사
1992년 뉴욕주립대(Buffalo) 전자공학과 박사
California Institute of Technology, Research Fellow
SK Telecom㈜ 기술연구팀장
NTT Mobile Communication Network Inc. (NTT DoCoMo), 초빙교수
UC Irvine, 방문교수
5G 포럼 서비스분과 위원장
(현재)
영남대학교 정보통신공학과 교수
(사)대한임베디드공학회 총무이사/상임부회장
(재)경북IT융합산업기술원 원장
현대/기아자동차 차량IT혁신센터 민간자문위원
5G 포럼 운영위원

도서소개

『이동통신공학』은 이동통신 이론에 대한 전반적인 이해를 돕는 책이다. 이동 통신, CDMA, 중계기, 위성 통신, 위성통신 시스템, 새로운 기술동향, 정보 보안에 대한 내용들로 채워져 있다. 각 장이 끝날 때마다 연습문제를 통해 배운 내용을 확인할 수 있다.
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