정보통신공학과 통신학과, 정보처리기사 등 정보통신시스템 요약정리 77. CDMA2000 시스템

77. CDMA2000 시스템

 

가. 시스템 개요
CDMA2000은 IS-95 방식의 CDMA를 기반으로 한 동기식 CDMA 방식으로서,
W-CDMA과는 달리 GSM을 수용할 수 있으며, CDMA2000 1X와 CDMA2000 3X
방식이 있다. CDMA2000 1X는 기존의 IS-95와 같이 하나의 1.25MHz 주파수 폭을
사용하는 것으로 초기에 IS-95C를 의미하며, CDMA2000 3X는 초고속 데이터 전송
을 목적으로 기존의 IS-95 주파수 폭을 3개까지 사용하는 방식으로서, 전방향 채널은
기존의 1.25MHz 주파수 폭의 3개를 사용하는 MC(Multi-Carrier) 방식을 사용하지 만, 역방향 채널은 하나의 캐리어로 3배의 주파수를 사용하는 DS(Direct Sequence)
방식을 사용한다. 특히, CDMA2000 1X는 퀄컴에서 제안한 고속 데이터 방식인
HDR(High Data Rate) 프로토콜을 근간으로 하는 1X EV(Evolution)방식이 제안되
었는데, 데이터만 전송하는 1X EV-DO(Data Only) 방식과 음성 및 데이터를 동시에
전송하는 1X EV-DV(Data and Voice) 방식이 있다.
<표 6-9>는 동기식 CDMA 방식에 대한 기술적 특성을 상호 비교한 것이다. HDR
프로토콜을 기반으로 하는 CDMA2000 1X EV-DO 방식은 데이터만 2.4Mbps의 속
도로 제공되는 것으로서, 기존 IS-95A/B 장비와 RF 부분이 호환성을 가지고 있다.

<동기식 CDMA 방식의 기술적 특성 비교>

구 분	CDMA2000 1X	CDMA2000 1X EV-DO(HDR)	CDMA2000 1X EV-DV	CDMA2000 3X
최대 데이터 전송 용량	153.6Kbps	2.4Mbps	5.2Mbps	2.1Mbps
평균 데이터 전송 용량	144Kbps	621Kbps	1.2Mbps	1Mbps
제공 트래픽	음성+데이터	데이터	음성+데이터	음성+데이터
백워드 호환	지원	RF만 호환	지원	지원
핸드오프 지원	IS-95A/B	불가	IS-95A/B, CDMA2000 1X	IS-95A/B, CDMA2000 1X

CDMA2000 1X EV-DV는 음성과 데이터를 동시에 제공하며, CDMA2000 1X 장
비의 업그레이드를 통해 구현되었다. 최대 5.2Mbps의 전송 속도로서 음성의 효율을
향상시킬뿐만 아니라, 기지국 내의 어느 위치에서도 동일한 통신품질의 고속 데이터
서비스를 제공할 수 있는 등 W-CDMA보다 훨씬 우수한 기능을 가지고 있다.
CDMA2000 3X는 1개의 채널할당에 소요되는 대역폭인 5MHz로서, 무선 환경에
서 멀티미디어 서비스가 가능하다. 최대 전송속도는 2.1Mbps로 CDMA2000 1X
EV-DO와 비슷한 성능을 나타내고 있지만, 기존의 CDMA 교환기와 연동 및 핸드오
프가 가능하다.

나. CDMA2000 시스템의 구성요소
CDMA2000 1X 무선망에서 데이터 통신을 위해 무선 단말기를 직접 연결하기 위한
구조는 [그림 6-29]와 같이 이동통신 교환망인 무선접속망(RAN)과 데이터 통신망인
데이터 핵심망(DCN)으로 대별된다.

CDMA2000 1X 시스템의 구성요소

이동통신 교환망에서는 무선 단말기가 기지국을 통하여 접속된 신호를 DCN으로 연
결해 주기 위해 BSC에서 ATM 라우터를 경유하여 DCN으로 연결된다. DCN에서는
단말기의 접속신호를 인터넷 전용 프로토콜에 적합한 신호로 변환하여 연결해 주는 기
능을 수행한다.
기지국에서 고속 및 저속 데이터를 전용으로 처리하기 위해 BSC에서 교환기를 경
유하지 않고 ATM 라우터를 경유하지 않고 ATM 라우터를 통하여 PDSN(Packet
Data Switching Node)를 거쳐서 처리된다. CDMA2000 1X에서 데이터 통신망에
구성된 PDSN, PDGN(Packet Data Gateway Node), AAA(Authentication
Authorization Accounting) 서버 등 각 장비의 주요 기능은 <표 6-10>과 같다.

 

<동기식 CDMA 방식의 기술적 특성 비교>

구 분	주 요 기 능	비 고
PDSN	·단말기의 어드레스 할당 및 관리 ·단말기로부터 HA로의 패킷 전달 ·무선망과의 연동 기능 수행	HA (Home Agent)
PDGN	·단말기의 현 위치정보 유지 ·단말기로 향하는 패킷을 FA로 터널링 및 라우팅 ·주소 할당	FA (Foreign Agent)
AAA 서버	·인증 및 권한 검증 ·패킷방식의 과금 ·가입자 관리 및 주소 할당

이동 단말기는 현재 위치하고 있는 기지국에 의해 관리되고, 이동 단말기의 위치 추
적은 홈 에이전트(HA)와 포린 에이전트(FA)에 의해 관리된다. 여기서, HA는 유선망
내에서 이동 단말기를 관리하는 서버이고, FA는 이동 단말기가 이동하여 다른 셀로
옮겨갈 때 자신의 영역에 들어오는 이동 단말기를 관리하거나, 현재의 위치를 HA에게
알려주는 기능을 수행한다.
이동 단말기는 처음 통신망에 접속될 때, HA에서 자신을 유일하게 식별할 수 있는
IP 주소를 할당받는다. 이 주소는 통신망 전체에서 이동 단말기를 유일하게 식별할 수
있는 주소이므로 고정적으로 사용되며, 이동 단말기와 통신하는 상대방이 이동 단말기
와 통신할 수 있는 임시 주소로 이용된다. 즉, 이동 단말기가 다른 셀로 이동하는 경우
에는 다른 셀에 있는 FA에 의해 임시 IP 주소를 부여받으며, 임시 IP 주소는 이동 단
말기가 현재 위치하고 있는 장소를 나타낸다.
이동 단말기의 FA와 HA는 이동 단말기의 고정 IP 주소와 임시 IP 주소를 주고받음
으로써, 이동 단말기의 현재 위치를 추적 및 관리한다. 따라서 이동 단말기의 현재 위
치에 관계없이 항상 통신할 수 있다.

다. CDMA2000 시스템의 망구조
CDMA2000 1X는 기존에 설치된 IS-95A/B에 비하여 데이터 전송속도가
144Kbps로 2~10배 정도 빠르게 제공되며, CDMA2000 1X EV-DO에서의 전송속도
는 2.4Mbps로서 차세대 이동통신망에서도 자연스럽게 진화할 수 있는 망 구조를 가
지고 있다.
CDMA2000 1X EV-DO는 고속 패킷 전송만을 위해 최적화된 시스템으로서, 기존
의 IS-95와 RF단이나 전원 등 여러 기지국 장비를 공유할 수 있고, BSC나 MSC와
같은 네트워크의 변형없이 [그림 6-30]과 같이 단지 액세스포인트(AP)를 기지국에 추
가함으로써 구현이 가능하다.
AP는 IS-95의 기지국 기능을 수행하는 장비로서, 내부에 IS-95의 BSC와 MSC
기능을 포함하고 있다. 이외에 추가되는 장비는 단지 인터넷 연결을 위한 라우터 장비
와 요금의 과금, 사용자 인증, 그리고 사업자의 데이터 서비스를 위한 네트워크 장비
등이다. 이러한 네트워크는 CDMA2000 1X에 사용되는 기지국 장비를 공유하여 무선
구간에서는 음성용 채널과 같은 주파수 대역을 이용하여 데이터를 전송할 수 있으므
로, 기술 채용에 따른 추가 투자비가 적어 비용절감 효과를 기대할 수 있다.
DLR(Data Location Register)은 BSC에 연결된 시스템으로서 CDMA2000 1X
EV-DO 가입자에 대한 이동성 유지보수와 세션(session) 제어 등의 기능을 수행

한다. AN-AAA(Access Network-AAA)는 BSC에 연결된 시스템으로서
CDMA2000 1X EV-DO 단말에 대한 인증을 수행한다. 또한, EMS(Elementary
Management System)는 DLR의 재시동, 형상 관리, 통계 및 소프트웨어 로딩
(loading) 등의 기능을 수행한다.
한편, 기존에 운용중인 IS-95에서 동기식 CDMA 방식, 즉 CDMA20000 시스템으
로 전환되었을 때의 무선 인터넷 등이 가능한 데이터망의 구성은 [그림 6-31]과 같이
무선 패킷망과 음성망을 분리하여 무선 시스템의 재활용도를 높이는 구조를 갖고
있다. 즉, 무선 네트워크와 데이터 코어 네트워크 및 이동전화 네트워크로 구분하고
있다.
이러한 망 구조는 IETF의 표준 프로토콜인 모바일(mobile) IP, AAA 등 다양한 방
식의 확장이 가능한 이동 패킷 통신망으로서, 4세대 이동통신망으로의 진화과정을 자
연스럽게 수용할 수 있다.
특히, 네트워크망 내에서 이동성을 보장하기 위해 HA가 PDSN 단위의 단말기 이동
성을 감시 및 관리하며, PDSN은 RAN 간의 이동성을 파악한다. PDSN과 RAN 간의
인터페이스를 R-P 인터페이스라고 하는데, R-P 인터페이스는 기지국간 핸드오프를

원활하게 수행하기 위해 링크 ID를 이용한다.
DNS 서버는 도메인 이름인 IP 주소를 변환하는 기능을 담당한다. 그리고, 인터넷
과 내부 망이 연결되는 곳에 방화벽을 설치하여 인터넷을 통한 외부에서의 해킹에 대
해 내부 망을 보호하며, 내부 망의 주소체계를 외부에 유출시키지 않음으로써 보안에
중점을 두는 망 구성 형태이다.