이동통신은 이동체를 대상으로 언제, 어디서나, 누구에게나 곧바로 정보를 교환할 수 있는 통신을 말한다. 특히 서비스 지역을 세분화하여 가입자에게 서비스를 제공하는 통신방식으로 셀룰러 이동통신이라 하며 현재 이동통신의 대표적인 망이다.
이동통신은 이동체를 대상으로 언제, 어디서나, 누구에게나 곧바로 정보를 교환할 수 있는 통신을 말한다. 특히 서비스 지역을 세분화하여 가입자에게 서비스를 제공하는 통신방식으로 셀룰러 이동통신이라 하며 현재 이동통신의 대표적인 망이다.
이동통신의 역사는 1946년 미국에서 150MHz
대역의 단방향 방식 서비스를 개시 함으로써 이동통신이 태동하여 1960년대에는
450MHz 대역의 IMTS(Improved Mobile Telephone Service)가 도입되었으며, 1983년에
서비스지역을 보다 작게 세분화한 800MHz 대역의 셀룰러 방식이 등장하여 차량탑재
형태로 서비스가 제공되었으나 현재에는 단말기가 소형화됨에 따라 휴대(Portable)전화로
보편화 되었다.
우리나라에는 1984년 5월 서비스를 개시한 이래 현재 급속한
증가를 하고 있다.
셀룰러 이동통신 시스템의 기본개념은
서비스지역을 여러개의 셀로 분할하고 각 셀레 고유의 주파수를 이용하게 하며
상호 간섭을 주지 않을 만큼 떨어진 지역에서 동일한 주파수를 재사용하게 하는
것이다.
셀룰러 이동통신 시스템은 이동국, 기지국, 교환국으로 구성되며
공중통신망과 연동되어 하나의 공중이동 통신망(PLMN : Public Land Mobile Network)을
구성하며 각각의 기능은 다음과 같다.
무선 링크상의 사용자측 종단에 위치하여 사용자에게 이동통신 서비스를 제공하는 단말기 기능을 갖는다.(차량전화기, 휴대전화기 등)
일정 서비스지역(cell)내에 임의의 이동국에서 발신된 가입자 정보 또는 제어신호를 무선채널로 수신하여 적당한 신호처리를 행한 후 이동통신 교환국(MSC)으로 전송하고, MSC로부터 제어신호를 수신하여 이동국으로 무선 채널을 배정하며, PSTN/ISDN 혹은 이동국의 통화신호를 무선으로 이동국에 전달하는 기능을 한다.
고정망과 연동되어 이동통신 가입자에게 회선교환 서비스를 제공한다. 일반 교환국과는 달리 다음과 같은 부가적 기능을 갖는다.
이동통신 가입자 관리에 필요한 각종 가입자 정보가 저장된 Data Base이다. HLR의 주소는 국가번호 계획에 따르는 각 이동통신 가입자 번호에 대응된다. 특히, HLR은 이동국 착신호를 위해 중요한 정보인 이동국의 현재 위치에 관한 정보를 저장하고 있어서, 한 발신측이 이동국과 통신을 하기 위해 질의를 행하면, 착신 이동국의 현재 위치에 대한 정보를 발신측에 제공하여 해당 이동국으로 경로배선을 가능하게 해 준다.
그 외 이동통신 서비스를 위해 이동통신 가입자 정보를 다은 PLMN entity(VLR, MSC, OMC)에 제공하며, 관리상 필요할 때 등록 파라미터들에 대한 변경을 한다.
타지역에 속한 이동국이 VLR에 의해 제어되는 일정지역에 들어왔을 때 이들을 제어하기 위해 이들에 관한 정보를 일시 저장하는 Data Base 이다. 즉, PLMN entity들에 의해 가입자 정보가 요구될 때마다 HLR을 질의하는 것을 피하기 위해 둔 Local Data Base이다.
이동국장치번호(IMEI : International Mobile Equipment Identity)가 저장되는 Data Base이다. 즉, 이동국의 serial 번호, 제조자 및 type 인정코드 등이 저장되어 이동국의 불법사용을 억제한다.
모든 PLMN entity 의 운용, 유지에 관련된 기능을 갖는다.
이동전화망이 기존의 PSTN과 다은 3가지 큰 특징은 로밍, 페이징, 통화채널 전환기능이 있으며, 이는 이동전화망에서 가장 높은 비중을 차지하고 있는 요소이다.
일반전화망(PSTN)에서 가입자를 수용하고 있는 시내교환국처럼 이동전화망에서도 가입계약에 의해 번호를 부여받고 각종 가입자 정보를 최초로 등록한 교환국이 있는데 바로 이 교환국이 가입자에게는 자기의 수용교환국 또는 홈교환국이다. 홈교환국은 자기가입자에 대한 각종 정보를 교환기 내에 있는 홈가입자위치등록기(HLR : Home Location Register)라는 데이터베이스에 저장한다. 그러나 이동가입자는 자기의 홈교환국권 밖으로 이동하여도 서비스를 받을 수 있는데 바로 이러한 기능을 "로밍(서비스)"라 한디.
페이징은 착신호 발생시 해당 이동국의 정확한 위치, 즉 어느 교환구그 어느 기지국에 있는지를 파악하는 기능이다. 착신호가 발생하면 자동로밍과 등록기능에 의하여 어느 교환국 지역에 있는지는 거의 알 수 있다. 따라서 해당 교환국은 권내의 모든 기지국으로 페이징신호를 송출한다. 이동국은 항상 기지국과 개방되어 있는 신호채널을 통하여 단말기 내부에 기억된 자기번호와 비교하여 일치하면 호출응답신호를 보내고 음성채널을 할당받아 통화준비상태가 된다.
통화채널전환이란 의미 그대로 통화가 진행되고 있는 도중에 통화채널, 즉, 기지국과 이동국 간의 무선채널(음성)이 다른 채널로 바뀌는 것으로 Hand Over 또는 Hand Off 라 한다. 통화채널 전환의 유형에는 동일 기지국내에서의 전환, 기지국과 기지국간의 전환, 그리고 교환국과 교환국간의 전환 등의 3가지 형태가 있으며, 교환국은 통화중에 항상 이동국과 감시톤(SAT : Supervisory Audible Tone) 및 신호톤(Signalling Tone)을 주고 받으면서 음성채널의 품질(전계강도)을 체크하여 음질이 일정수준 이하로 떨어지면 양호한 채널을 선택하여 전환기능을 수행한다.
수년전에 사용되었던 아날로그 셀룰러 체계에 비해 주파수 사용효율 및 통화품질이 우수한 디지털 셀룰러 체계를 선진국에서 개발하였고 현재 국내에서도 서비스 중에 있다. 디지털 셀룰러 방식의 주파수 사용효율은 TDMA 적용시에는 아날로그 셀룰러 방식보다 약 3배 높고, CDMA 적용시에는 아날로그 셀룰러 방식보다 약 10~20배 높다.
현재 개발중인 디지털 셀룰러 체계현황은 아래와 같다.
