7. Wireless

Motivation

• The number of wireless phone subscribers now exceed the number of wired phone subscribers

• The number of wireless Internet-connected devices equals the number of wireline Internet-connected devices

이때, 중요한 challenge가 존재한다.

• wireless : communication over wireless link

• mobility : handling the mobile user who changes point of attachment to network

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  즉 다시 말해서 host가 지속적으로 위치가 움직임에 따라서 연결되어있는 AP가 달라질 수 있게 된다. 이 부분은 ethernet에서는 발생하지 않는 일이다. (stationary하기 때문이다.)

Elements of a Wireless Network

→ host의 위치는 고정되어있을 수도 있고 움직일 수 있다.

• Typically connected to wired network

  → 반례가 있기는 하다. 예를 들어 train에 존재하는 router의 경우에는 wired로 연결되어있는 것은 아니지만, 위성과 같은 것에 연결되어있다.

• relay : responsible for sending packets between wired network and wireless hosts in its area

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cell tower나 802.11 (WiFI) access point 등이 base station에 속한다.

• Multiple access protocol coordinates link access

  → 무선 네트워크에서는 여러 장치들이 동일한 무선 주파수 대역을 공유하게 되기 떄문이다.

  → Wi-Fi의 경우 특히 무료 주파수 영역을 사용하기 때문에 이러한 문제가 더욱 심각해진다. 반면 cellular network의 경우에는 상대적으로 이러한 문제가 덜하다.

• various transmission rate and distances, frequency bands

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blue circular region : coverage of its base station

이때, Wireless Network에는 2가지 모드가 존재한다

1. Infrastructure mode

2. ad-hoc mode

각각 알아보도록 하자.

Infrastructure mode

• base station 이 mobile host들을 wired network에 연결시켜준다.

• handoff : mobile changes base station providing connection into wired network

  → 이동 중인 host가 base station의 범위에서 다른 base station의 범위로 이동할 때 연결이 유지되도록 하는 과정을 말한다.

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  이러한 문제는 host가 움직이는 속도에 따라 영향을 받는다. 그래서 5G같은 것이 등장하게 된 배경이라고 이해할 수도 있다. 추가적으로 이러한 문제는 아직까지도 신경쓰고 있는 문제이다.

Ad-hoc mode

• No base stations

  → Infrastructure mode와 달리 base station이 없다.

• nodes can only transmit to other nodes within link coverage

• nodes organize themselves into a network : route among themselves

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블루투스 생각해주면 된다. 해당 통신 과정에서 base station이 필요없고, 바로 기기들끼리 소통한다는 점을 잘 생각해보면 된다.

Characteristics of Selected Wireless Links

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y축은 data-rate이다.

Wireless Network Taxonomy

Wireless Link Characteristics

다음은 Wired link와 다른 Wireless Link의 특성이다.

1. Decreased signal strength : 즉 거리가 멀어짐에 따라서 signal의 정도가 점점 약해진다는 것이다.

   → matter를 통과함에 따라서 신호가 점점 감사한다.

   → 해당 문제는 path loss 와 fading 가 관련되어있다.

2. Interference from other sources : 예를 들어 Wi-Fi의 경우에는 2.4Ghz band를 사용한다. 그런데 해당 frequency를 엄청나게 많이 사용하기 때문에 interference가 발생한다.

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   이러한 문제는 해당 frequency가 unlicence band이기 때문에 발생하는 것이다.

3. multi-path propagation : signal이 reflection이 발생할 수 있기 때문에 도착하는 시간이 달라질 수 있다. 즉 다시 말해서 delayed version이 존재할 수 있는 것이다.

   → 그래서 base station이 최대한 높게 설정되는 것이다. 그래야 바로 직선거리로 도달할 수 있을 것이므로. 직선으로 오는 상황을 LOS (line of sign)라고 부른다.

   → 해당 문제는 Fading 와 관련되어있다.

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이러한 문제들 때문에 wireless link를 형성하는 것 자체가 어려운 것이다.

• path loss와 fading의 차이가 뭐야

  1. Path Loss: 이는 신호가 송신기에서 수신기로 전송되는 동안 에너지를 잃는 것을 말한다. 이 손실은 주로 거리에 따라 발생하며, 신호가 더 멀리 전송될수록 더 많은 에너지를 잃게 된다. Path loss는 공기 저항, 장애물(건물이나 산 등), 그리고 다른 여러 요인들에 의해 발생할 수 있다

  2. Fading: 이는 무선 신호의 강도가 시간에 따라 변동하는 현상을 말한다. Fading은 여러 가지 원인으로 인해 발생할 수 있는데, 그 중 일부는 다음과 같다.
     1. Multi-path fading: 신호가 여러 경로를 통해 수신기에 도달하면서 각 경로의 신호들이 상호 간섭을 일으키는 현상이다
     2. Doppler fading: 이동 중인 송신기나 수신기 때문에 발생하는 주파수의 변화이다.
     3. Shadow fading: 큰 장애물(예: 건물) 때문에 일시적으로 신호 강도가 약해지는 현상이다.

Performance metric

• SNR : Signal to noise ratio

  → 해당 값이 커질수록 signal을 extract하기가 더 쉬워진다는 것이다.

  → 클수록 좋은 metric이다.

  $$\text{SNR} = \frac{P_\text{signal}}{P_\text{noise}}$$

• BER : bit error rate

  → 해당 값이 작을수록 error가 날 확률이 더 작아진다는 것이다.

  → 작을수록 좋은 metric이다.

• Given modulation : increase power → increase SNR → decrease BER

  → 하지만 특정 임계값 이상으로 파워를 늘리는 것은 실용적인 이익이 별로 없다. 오히려 송신자가 더 많은 에너지를 써야한다는 측면에서 불리하다.

• Given SNR : higher bit transmission rate will have a higher BER

  → 즉 다시 말해서 주어진 SNR에 대해서 높은 transmission rate를 가진 modulation을 선택할수록 더 높은 BER를 가진다는 것이다. 높은 transmission rate를 가진 modulation을 선택하면 transmission rate를 올릴 수 있지만 noise에 대한 감도가 증가하기 때문에 더 예민하게 반응하게 된다. (즉 BER이 올라가게 된다. 이것은 단점으로 다가온다.)

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  즉, high transmission rate인 modulation은 high transmission을 제공한다는 점에서는 장점이지만 BER이 올라간다는 점에서는 단점이다.

Dynamic selection of the physical-layer modulation technique can be used to adapt the modulation technique to channel conditions.

→ high transmission rate를 가지는 modulation은 더 많은 정보를 한 심볼에 포함시킬 수 있어 data transmission rate를 높일 수 있지만, 각 심볼 간의 차이가 작아져서 잡음에 대한 감도가 증가한다. 따라서 SNR이 낮은 상황에서는(잡음이 상대적으로 많은 상황) 이런 복잡한 변조 방식을 사용하면 잡음으로 인해 비트 오류가 발생할 가능성이 크게 증가하게 된다.

반대로 SNR이 높은 상황에서는 잡음의 영향력이 줄어들기 때문에 복잡한 변조 방식을 사용하여 data transmission rate를 높일 수 있다.

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즉, 통신환경에 따라서 환경이 좋으면 high transmission rate를 가지는 5G 같은 통신 방법을 채택하고 좋지 않으면 3G같은 low transmission rate를 선택하여 bit error rate를 낮추려고 하는 것이다. (사실 일상생활에서 많이 접하는 상황이므로, 이를 기반으로 직관적으로 이해하면 된다.)

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Complex modulation schemes are capable of packing more information into each symbol, which can increase data transmission rates. However, this also results in smaller differences between symbols and increases sensitivity to noise. (잡음과 symbol을 구분하기 어려워진다는 의미이다.) Therefore, in situations with low SNR, using these complex modulation schemes can lead to a significant increase in bit errors due to noise.

On the other hand, when SNR is high, the influence of noise decreases. This allows for the use of complex modulation schemes to increase data transmission rates while keeping the BER within manageable levels.

• Modulation이 뭐야

  Modulation은 정보를 전송하기 위해 신호를 변조하는 과정을 말한다. 이는 아날로그 또는 디지털 신호를 사용하여 수행될 수 있다.

  신호의 특정 속성(예: 주파수, 위상, 진폭)을 원하는 정보에 따라 변경함으로써 정보를 캡슐화하고, 이런 방식으로 신호가 효과적으로 전송되도록 하는 것이다.

  다양한 종류의 변조 기법이 있는데, 각각은 다음과 같다.

  1. Amplitude Modulation (AM): 이 방법에서는 신호의 진폭(즉, '크기'나 '강도')이 정보에 따라 변경된다.

  2. Frequency Modulation (FM): FM에서는 신호의 주파수가 정보에 따라 변경된다.

  3. Phase Modulation (PM): PM에서는 신호의 위상(즉, 주기적인 파동에서 특정 시점의 '위치')이 정보에 따라 변경된다.

  4. Quadrature Amplitude Modulation (QAM): QAM은 AM과 PM을 결합하여 더 많은 데이터를 동시에 전송할 수 있게 한다.

Problems in ad-hoc mode

Hidden terminal problem

• B, A hear each other

• B, C hear each other

• A, C can’t hear each other means A, C unaware of their interference at B

  → 즉 B는 A와 C 모두의 신호 범위 안에 있을 수 있지만 A와 C는 서로를 인식하지 못하는 상황이다. 이러한 상황에서 A와 C 모두 B에게 데이터를 동시에 전송하려고 하면 B에서 충돌이 발생한다

이러한 문제는 RTS-CTS exchange 를 사용함으로써 해결할 수 있다. 이러한 방법은 CSMA/CA에서 차용한다.

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주의해야할 지점은 CSMA/CD가 아니라 CSMA/CA이다. 즉 collision detection을 하고 처리하는 것이 아니라 collision avoidance를 하는 것이라는 점에서 차이를 반드시 기억해야 한다.

RTS(Request to Send)를 보내고, CTS(Clear to Send)를 수신한 경우에만 data를 보내는 것이다. 정확하게는 장치가 데이터를 보내기 전에 RTS 신호를 보내고, 수신기가 준비되면 CTS 신호를 반환한다. 이 방법을 사용하면, 동일한 수신기에 연결된 모든 장치들이 통신을 조정할 수 있습니다.

주의해야할 지점은 기존의 CSMA/CD와 달리 collision을 detection을 node차원에서 하는 것이 아니라 Access point 즉 router가 하는 것이다.

→ 정확하게는 collision이 발생할 수 있는 상황을 router가 인식하고 조정하는 것이다.

• Question : What are the drawbacks with this solution?

  1. Overhead: RTS/CTS 프로토콜은 추가적인 제어 패킷을 필요로 합니다. 이는 데이터 전송에 앞서 RTS와 CTS 메시지를 주고받아야 한다는 것을 의미합니다. 이런 추가적인 패킷 교환은 네트워크의 오버헤드를 증가시키며, 따라서 전체적인 네트워크 성능을 저하시킬 수 있습니다.

  2. Increased Latency: RTS/CTS 메커니즘은 데이터 패킷의 전송 지연 시간을 증가시킬 수 있습니다. 왜냐하면 실제 데이터를 보내기 전에 RTS와 CTS 메시지를 주고받아야 하기 때문입니다.

Signal attenuation

• B, A hear each other

• B, C hear each other

• A, C can not hear each other interfering at B

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Signal Attenuation Problem은 신호 강도가 너무 약해져서 원하는 정보를 제대로 전달하지 못하는 문제를 말한다. Hidden terminal problem과 헷갈릴 수 있으나, 이것은 서로의 신호 범위 밖에 있어서 발생하는 문제라는 점에서 차이가 있다.

IEEE 802.11 Wireless LANs (Wi-Fi)

위 그림에서 볼 수 있는 것처럼 주로 2.4Ghz나 5Ghz 주파수 영역을 사용한다.

2.4 GHz 범위는 라이선스가 필요 없는 주파수 대역으로, 여러 장치들이 이 대역을 사용하여 통신한다. 이 주파수 대역은 공용으로 사용되므로 여러 기기들 사이에서 경쟁이 발생할 수 있습니다.

802.11 장치(즉, Wi-Fi 장치)는 이 2.4 GHz 범위를 사용하여 데이터를 전송합니다. 그러나 이와 동시에, 일부 무선 전화기와 가정용 전자레인지 오븐 같은 기기들도 같은 주파수 범위를 사용하고 있습니다. 이 때문에 잡음이 발생하여 품질을 떨어트릴 수 있다.

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일반적으로 frequency가 높을수록 transmission rate는 올라가고 transmission distance는 작아진다.

LAN architecture

• wireless host communication with base station

  → Wi-Fi에서는 base station을 access point(AP)라고 부른다.

• Basic Service Set(BSS) in infrastructure mode contains:
  • wireless hosts
  • access point (AP) 혹은 base station

  → 즉, 각 BSS 별로 access point (or base station)이 있고 이를 통해 BSS에 속한 host가 internet에 접속할 수 있는 것이다.

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  BSS는 802.11dml 가장 기본적인 building block이다.

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  만약 adhoc mode인 경우에는 host로만 구성된다.

• Wireless Access point와 Router는 무슨 차이가 있는가?

  정확하게는 2개의 대상은 구분해야 한다.

  

  Wi-Fi Router의 경우에는 Modem과 연결되어 Wi-Fi signal을 broadcast하는 역할을 수행한다. 추가적으로 Wi-Fi router는 switch 기능을 내장하고 있어 switch 기능을 수행하기도 한다. (실제로 Wi-Fi router를 잘 보면 LAN port가 존재한다.) 추가적으로 Router의 기능까지 수행하는 것이다.

  일반적으로 Wi-Fi router의 경우에는 가정집이나 상대적으로 크기가 작은 환경에서 사용한다.

  

  반면 Wireless Access Point의 경우에는 Router에 연결되어서 Wi-Fi signal을 broadcast하는 역할을 수행한다. 추가적으로 Wi-Fi Router와 달리 Wired device와는 연결하지 못한다.

  

  위 그림처럼 일반적으로 Wireless AP는 사무실처럼 크기가 큰 환경에서 사용한다. 즉 router에 각 Wireless AP가 연결되어 있는 형태로 되어있는 것이다. 이를 통해 하나의 network를 형성하게 되고 이러한 subnetwork는 1개의 router에 의해서 통솔된다.

  

  물론 이러한 방식도 가능하기는 하다. 하지만, managability 측면에서 불리하다. 왜냐하면 각각의 Wi-Fi Router가 Router이므로 network 설정을 변경하고 싶을 때 각 router에 대한 정보를 모두 다 수정해야하기 때문이다.

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  즉, 위 상황에서는 Wi-Fi Router마다 서로 다른 subnet이 형성되는 것이므로 불리한 것이다.

  추가적으로 Wi-Fi router의 경우 자체적인 DHCP service를 제공한다는 측면에서 차이를 보인다.

  

  반면 Wireless AP의 경우에는 DHCP service를 제공하지 않는다.

  

  따라서 할당된 IP address는 router에서 Wireless AP를 통해 각 기기에 배정된다.

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  이때 private address를 사용하는 경우에는 router가 private IP address를 각 host마다 할당하고 DHCP service를 제공하고 있다고 보면 된다. 이때 할당받은 private IP address는 router에서 Wireless AP를 통해 각 host에게 전달되는 메커니즘이다.

Channels and Association

• spectrum divided into channels at different (unlicensed) frequencies
  • AP admin chooses frequency for AP
  • interference possible : channel can be same as that chosen by neighboring AP
  • What is the meaning of dividing the spectrum?

    전체 무선 주파수 스펙트럼을 여러 개의 채널로 나누는 것을 말한다. 각 채널은 서로 다른 주파수를 사용하며, 이렇게 하면 여러 장치가 동시에 통신할 수 있게 된다.

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  즉, AP admin이 frequency를 라이센스가 필요없는 영역에서 고르고, 이 과정에서 다른 AP들이 어떤 frequency를 선택했는지도 고려해야한다는 것이다. 그래야 interference를 최대한 줄일 수 있기 때문이다.

• arriving host : must associate with an AP
  1. Scanning channels for associate with AP

     

     1. passive scanning

        → scans channels, listening for beacon frame containing AP’s name (SSID) and MAC address

        → AP가 주기적으로 해당 AP의 이름(SSID)와 해당 AP의 MAC address를 포함한 beacon frame 을 보내기로 약속되어있다. 이를 기반으로 AP를 선택해주면 된다.

     2. active scanning

        → broadcasting a probe frame

        → probe frame을 수신한 AP가 이에 대한 probe response frame 을 전송한다.

  2. selects AP to associate with and sends an association request frame to the AP
  3. AP responds with an association response frame
  4. Once associated with an AP, the device will want to join the subnet to which the AP belongs. Thus, the device will typically send a DHCP discovery message

     💡

     즉, 1 ~3번 단계까지는 단순히 AP와 association시킨 것이다. 해당 과정을 마친 이후에는 해당 AP가 속한 subnet에 들어가기 위해서 DHCP request를 보낸 것이다.

Multiple Access

기본적으로 BSS에 속한 wireless device들이 동일한 channel을 통해 data를 transmission하려는 상황이 만들어지게 되고, 이에 따라 Multiple Access problem이 발생하게 된다.

앞서 Wired network 단원에서 살펴본 것처럼 Multiple Access problem을 해결하는 방법에는 크게 3가지가 존재한다.

1. Channel partitioning : TDM, FDM, CDM

2. Random Access : ALOHA, Slotted ALOHA, CSMA/CD

3. taking turn

기본적으로 Random Access 방식이 Wired Ethernet에서 성공했기 때문에 이를 사용하고자 했다. 하지만 단순히 CSMA/CD를 사용하기에는 문제가 있다.

No collision detection!!

→ difficult to sense collisions : high transmitting signal, weak received signal due to fading

→ can’t sense all collision in any case : hidden terminal, fading

따라서 802.11에서는 CSMA/CA 방식을 사용한다. 즉, Collision Detection이 아니라 Collision Avoidance 방식을 사용하게 된다.

MAC protocol :CSMA/CA

CSMA/CD를 sender와 receiver로 나눠서 과정을 기술하면 다음과 같다.

802.11 sender

1. Send a RTS to AP

2. if sense channel idle for DIFS then

   → transmit entier frame (no Collision detection)

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   만약 RTS/CTS를 사용하는 경우에는 channel이 DIFS 동안 idle임이 확인된 이후 RTS를 AP에게 보낸다. 그리고 CTS를 수신하면 그 이후에 전체 frame을 보내는 작업을 거치게 된다.

3. if sense channel busy then
   1. choose random backoff time (using binary exponential backoff)
   2. counts down the backoff time after DIFS when the channel is sensed idle

      → 쉽게 말해서 DIFS 시간 동안 idle이면 선택된 random backoff time 값을 차감시키는 것이다.

   3. transmit when its value reaches zero and then waits for an ACK
   4. if no ACK, increase random backoff interval, repeat 2

802.11 receiver

1. if frame receiver OK
   1. return ACK after SIFS(Short inter-frame Spacing) (ACK needed due to hidden terminal problem)

다음과 같은 상황을 생각해보자. 현재 다른 host가 data를 전송중인 상태이고 서로 다른 2개의 host가 data frame을 전송하고 싶은 상황이다.

CSMA/CD의 경우에는 현재 다른 host가 data를 전송하고 있는 상태이므로 서로 전송하지 않다가, 해당 작업이 끝나면 둘 다 동시에 보내게 된다. 이는 collision을 발생시키게 된다.

하지만, CSMA/CA의 경우에는 현재 channel이 busy임을 감지하면 2개의 host 모두 랜덤으로 binary exponential backoff를 선택한다. 만약 서로 다른 backoff를 선택한 경우에는 먼저 끝난 쪽이 다른 쪽의 backoff 값이 떨어지는 것을 막게 된다. 이를 통해 Collision을 Avoid하겠다는 것이 전략이다.

단, 이러한 방식으로는 hidden terminal problem이나 서로 굉장히 가까운 backoff를 선택함에 따라 발생하는 collision을 막을 수 없다. 이를 해결하기 위해서 RTS와 CTS 라는 개념이 도입되었다. 자세히 알아보도록 하자.

💡

주의할 점은 위 개념은 optional 이라는 것을 주의해야 한다. 즉 protocol에 항상 있는 개념이 아니다.

Avoiding Collisions

• sender first transmit small request to send(RTS) frame to Base station(AP) using CSMA
  • RTS may still collide with each other

  💡

  정확하게는 RTS를 보낼 때도 broadcast로 보낸다. 단, 해당 sender기준으로 전파가 닿을 수 있는 host에게만 해당 정보가 가게 된다. Hidden terminal이 발생하더라도 AP기준으로는 전파가 다 닿을 수 있는 위치에 있을 것이기 CTS를 broadcast해서 연락을 받을 수 있기만 하면 된다.

• Base station broadcasts clear to send(CTS) in the response to RTS

  💡

  Broadcast했기 때문에 해당 subnet에 있는 host들은 이러한 정보를 다 알 수 있다.

  💡

  CTS에는 어느 기간 동안 허용한 것인지에 대한 정보가 담겨있다.

• CTS heard by all nodes
  • sender transmits data frame
  • other stations defer transmissions

하지만, 실제로는 전송과정에서 delay가 발생하고 channel의 resource를 사용한다는 점에서 매번 사용하지는 않고 큰 dataframe을 보낼 때만 사용한다.

Advanced Capabilities : Power management

• Node to AP : “I am going to sleep until next becon frame”

  → AP는 일반적으로 매 100 밀리세컨드마다 비콘 프레임을 보낸다.

  → 그러면 노드 내의 타이머가 설정되어 AP가 becon frame을 보내기 직전에 노드를 깨우게 된다.

  이때 AP는 설정된 전력 송신 비트로부터 노드가 잠들 것임을 알기 때문에, 해당 노드로 어떠한 프레임도 보내지 않아야 함을 인지하고, 나중에 송신하기 위해 잠든 호스트를 위한 모든 frame들을 buffering한다.

• becon frame : wireless network에서 AP가 주기적으로 보내는 특별한 유형의 프레임이다. 해당 frame은 네트워크의 존재를 알리고, 노드들이 AP와 동기화할 수 있게 하는 역할을 한다. 해당 becon frame에는 AP에서 노드로 보내야 할 대기 중인 frame에 대한 정보를 포함하고 있다. 따라서 수면 상태에 있는 node의 경우 becone frame을 통해 자신에게 전송될 데이터가 있는지 여부를 확인하게 된다.

  💡

  passive scanning에서도 becon frame이 사용되었는 점을 기억하자.

Personal Area Networks : Bluetooth

• Less than 10m diameter

• Replacement for cables

• Ad hoc : no infrastructure

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  잘 보면 Base station (AP)가 없다.

• 2.4 - 2.4 GHz ISM radio band, up to 3 Mbps

• Master controller / clients devices:
  • master polls clients : master controller는 주기적으로 연결된 각 slave device를 check (polling)한다. 이 과정에서 각 slave device가 data 전송 준비가 되었는지를 확인하는 것이다.
  • grants requests for client transmissions : 만약 slave device가 보내야할 데이터가 있다면, 해당 요청을 master device에게 요청하고, master device는 해당 slave device에게 데이터를 보낼 수 있도록 허가하는 방식이다.

  💡

  Bluetooth 통신에서는 일반적으로 master-slave 구조가 사용된다. master controller는 해당 bluetooth network를 제어하고, client device(slave device)는 해당 master의 명령에 따른다.

Cellular Networks

Early Cellular Network Architecture

💡

MSC : circuit switch 방식이다. (packet switch방식이 아님을 유의해야 한다.)

Cellular Networks : The First Hop

Mobile과 Base station 사이의 통신은 2가지 technique를 사용한다.

1. FDMA/TDMA : 이 방식은 먼저 전체 스펙트럼을 여러 개 주파수 채널로 나누는 FDMA를 사용하고, 각 채널을 다시 시간 슬롯으로 분할하는 TDMA를 사용한다. 이렇게 하면 여러 모바일 장치가 동일한 주파수 채널을 공유하지만 서로 다른 시간 slot에서 데이터를 전송할 수 있게 된다.

2. CDMA : 각 장치에 고유한 코드를 할당하여 여러 장치가 동시에 같은 주파수 스펙트럼을 사용할 수 있게끔하는 것이다. 각 신호는 고유한 코드로 변조되므로, 수신기는 원하는 신호만 decoding하고 나머지 신호는 무시할 수 있게 된다.

2G Network Architecture (Voice)

💡

Data가 중간에 끼지 않는다는 점이 특징적이다.

3G Network Architecture (Voice + Data)

중간에 Internet에 연결되어야 한다.

→ 그래서 Public Internet에도 연결되어야 하는 것이다

→ 하나의 internet branch가 추가된 것이라고 이해하면 된다.

4G Cellular Networks (Data)

• The solution for wide-area mobile Internet

  → 기존의 3G에서 나눠져 있던 voice와 data part를 하나의 All-IP core network로 합쳤다.

  💡

  하지만, voice traffic은 IP의 best effort service model과는 결이 좀 다르므로 조심해서 처리해야 한다.

• Transmission rates up to 100 Mbps

• Technical standards : 3rd Generation Partnership Project (3GPP)

Elements of 4G architecture

4G : Control/Data plane Separation

→ 4G의 경우 Control plane과 Data plane를 구분하였다.

Cellular Networks : Network of IP Networks

On to 5G

• Goal : 10x increase in peak bitrate, 10x decrease in latency, 100x increase in reliability, 100x increase in traffic capacity over 4G

  → bitrate : 디지털 데이터가 일정 시간 동안 전송되거나 처리되는 속도를 나타내는 측정 단위이다.

  → traffic capacity : 네트워크가 한 번에 처리할 수 있는 데이터의 최대 양. 즉 일정 시간 동안 전송될 수 있는 data bit의 총 합으로 표현된다.

• 5G NR : 이는 새로운 무선통신 기술로, FR1 (410 MHz–7 GHz)과 FR2 (24 GHz–71 GHz)라는 두 가지 주파수 대역을 사용한다.

• Millimeter-wave frequencies : 매우 높은 데이터 전송률을 가능하게 하지만 거리는 짧다는게 단점이다.