▶ 확산이득(Processing Gain)  

  대역확산 방식에서 이 시스팀의 특성을 표현하기 위한 파라미터로 확산 이득이 있다. 확산이득은 데이터 신호의 대역이 확산코드에 의해서 얼마나 넓게 확산되었는 지를 나타내는 것으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.

 

  확산이득은 송신하는 쪽에서 보면 신호를 주파수 대역에서 얼마나 넓게 분산시키느냐 하는 정도, 즉 관점을 바꾸면, 신호의 크기가 얼마나 줄어드는지를 나타내고 (대역이 넓어 지면서 신호의 크기가 줄어드는 이유는 원래 신호가 가지고 있는 에너지 양은 일정하고, 이 에너지가 주파수 대역으로 넓게 퍼지게 되므로 넓게 퍼진 만큼 그 크기가 작아져서 에너지 보존의 법칙을 만족시킨다.), 수신하는 입장에서 보면 신호를 1 이라는 크기로 수신했을 때, 역확산 과정을 거치면 신호의 크기를 얼마나 크게 키울 수 있는 지를 나타낸다. 이를 확산이득으로 나타낸 것은 수신한 쪽에서 다른 신호와 같이 수신되었을 때 역확산 과정에서 다른 간섭신호는 다시 확산이 되므로 그 크기가 확산이 되는 만큼 줄어들게 된다. 그러나 원래의 신호는 역확산 과정에서 확산이득 만큼 신호가 커지게 되므로, 확산 특성을 나타낼 수 있는 파라미터 이다.

  Up-banded IS-95 (QCDMA) 의 경우 확산이득은  8 kbps 보코더인 경우 :

16 kbps 보코더인 경우 :

와 같다.

  확산이득은 대역확산 방식에서 통화채널 용량과 밀접한 관계가 있다. 이를 8 kbps 보코더를 사용하는 IS-95 를 예로 설명하겠다. 만일 수신기에서 수신한 신호 크기를 1 이라고 하면, 역확산 과정을 거치면, 그 크기가 128이 된다. 이때 신호를 재생하기 위해서는 전체 잡음의 크기가 복조를 위한 신호대 잡음비(S/N , Eb/No) 보다 작아야 한다. 신호대 잡음비 Eb/No = 6 dB = 4 라 가정하면, 이 신호에 대한 전체 잡음 또는 다른 사용자에 의한 간섭신호의 크기가 128/4=32 보다 작아야 한다. 그런데 CDMA 시스템에서 다른 사용자의 신호는 간섭신호(잡음신호)에 해당하므로, 다른 잡음을 무시할 때 다른 사용에 의한 신호의 총 합이 32 보다 작아야 한다. 이를 <그림 2-5>에서 나타내었다.

 

모든 사용자가 통신(수신)이 가능하도록 하면서, 전체 잡음(또는 간섭)의 크기 32 이내에 최대의 사용자를 수용하려면, 모든 가입자의 수신신호 크기가 모두 같은 크기로 1 이어야 하므로 동시에 통화할 수 있는 최대 사용자 수는 32 가 된다. 물론 보코더가 13 kbps이면 85.3/4=21.3 이 되어서 동시에 사용할 수 있는 최대 사용자수는 21이 된다.

  이는 다른 잡음을 전혀 가정하지 않은 것으로 외부의 다른 잡음원이 있으면 그 잡음원의 간섭정도에 따라 동시에 통화할 수 있는 최대 가입자수는 줄어든다. 반대로 음질을 약간만 희생하면 수용용량을 크게 늘릴 수도 있다. 따라서 CDMA 방식에서는 어떤 정해진 용량을 초과하면 호가 접속이 안되는 것이 아니라 호는 접속이 되고 대신 다른 모든 가입자가 약간씩 품질을 희생하게 된다. 이를 소프트 용량이라 하고 이러한 특성 때문에 이론적으로는 CDMA의 호 접속율은 다른 방식에 비해서 더 양호할 수 있다.

  또한 통화채널 용량이 코드나 타임 슬롯 등 물리적인 이유에 의해서 결정되는 것이 아니고, 간섭량에 의해서 결정이 되기 때문에 간섭을 잘 제어하면 통화채널 용량을 휙기적으로 증가시킬 수 있게 된다.

  예로 Qualcomm 이 개발한 IS-95 방식을 살펴보면, 용량을 증가시키기 위해서 음성활동율을 조사하여 가입자가 말을 안할 때는 송신을 전혀 하지 않도록 하는 방법을 적용하여 용량을 두 배 이상 증가시켰다. 대개 가입자가 통화를 하는 시간중에 실제로 말을 하는 시간의 비율은 40% 이내인 것으로 알려져 있다. 나머지 시간은 상대방이 하는 이야기를 듣거나, 그냥 있는 시간으로 이 시간 동안에는 아예 송신을 안하는 방법이다.

  두번째로 적용한 방법이 셀을 섹터화 하는 방법이다. 셀을 섹터화하는 방법은 다른 무선접속 방식에서도 사용하지만, 다른 무선접속 방식에서는 수용용량에 크게 영향을 비치는 것이 아니라 약간의 통화품질 향상과, 투자비 절감 효과 때문에 사용하는 것이다. 그러나 CDMA 방식에서는 섹터화가 곧 수용용량을 증가시키는 방법으로 사용된다. 즉 섹터화를 하면 한 기지국 안테나에 수신되는 간섭의 양이 섹터로 나눈 만큼 줄어드기 때문에 이론적으로 섹터를 둘로 나누면 두배, 셋으로 나누면 세배로 용량이 증가하게 된다. 실제의 경우에는 섹터를 완전히 분리할 수 없기 때문에 약 80%-85%의 효율로 증가하여, 3 섹터인 경우 2.5배 정도 용량이 증가하는 것으로 알려져 있다. 물론 이 값도 역시 이론적으로 계산한 값으로 실제는 아직 서비스를 제대로 한 적이 없기 때문에 알려진 바가 없다.

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