1.Cellular vs Wireless LAN(Wifi)

2.Cellular Concept

3.Handoff (중요한 개념)

4.Handoff Triggering Strategies

5.Cellular System 

5-1강 LAN & WLAN (유선랜과 무선랜) 

1.LAN Topologies : bus, star, ring, mesh, tree(bus+star), point-to-point

2.WLAN (Wireless LAN)

5-2강 LAN & WLAN (유선랜과 무선랜)

5강 1부

5강 2부

소감

• Bus/Tree : 전송은 매체 전체에 전파. 허브는 모든 나가는 회선에서 들어오는 신호를 반복.
• Bridge : 주소를 파악함. 충돌을 덜 일어나게 함. 
• Switch : 포트가 여러개 존재. 

• Power saving mode(Basic operation) : Static PSM, Adaptive PSM

• cell: 기지국의 신호 범위, 통신가능한 영역

• Frequency re-use: 주파수 재사용

• cell size

• handoff

• MIMO: 안테나 수 늘림 → 속도 빨라짐
• Beam-forming: 수신지 방향 예측 → 예측 방향대로 신호 전달

• LTE, LTE-Advanced

• Bus/ Tree
  • Repeater 사용 시 신호 증폭으로 Bus 범위 확장됨
  • 동시에 신호 보내면 충돌 일어남
• Star
  • Hub 사용 시 데이터를 Hub에 연결된 전체에 전송
• Ring
• MAC

• Ethernet

• 기기 연결 장치
  • 허브
  • 스위치
  • 브릿지
  • 리피터
• CSMA/CD: 반송파 감지 다중 접속 및 충돌 탐지

• 네트워크에 데이터가 있는지 감지
• 현재 다른 데이터가 전송중이면 사용할 수 있을 때까지 대기, 아니면 전송
• 여러군데에서 동시에 전송을 시작해 충돌 발생, 최소 패킷 시간동안 전송을 계속해 다른 컴퓨터가 충돌을 탐지할 수 있도록 함
• 임의 시간동안 기다린 뒤에 다시 신호 감지, 네트워크 사용자 없으면 전송 시작
• 전송 마치면 전송이 끝났음을 알림

• 충돌이 발생했을 때 충돌했던 스테이션끼리 재충돌 확률을 줄이기 위해 재전송을 위해 기다리는 시간들을 랜덤하게 결정
• Wireless LAN

• Infraed transmission
• Radio transmission

• Infrastructure network
• ad hoc network

• 전송자가 수신자로부터 예상되는 ack를 받지 못할 경우 충돌 발생 인식
• 충돌 회피를 위해 프레임 간에 여유 간격을 두는 것이 IFS(Inter Frame Space)
• ● SIFS(Short IFS): ACK 응답등을 위한 높은 우선순위
• ● PIFS(PCF IFS): PCF 모드에서 중간 우선순위
• ● DIFS(DCF IFS): 비동기 데이터 서비스를 위한 낮은 우선 순위

• saving mode
• PSM
• adaptive PSM

• Cellular System
  • 넓은 커버리지
  • 글로벌 로밍
• Wireless LAN System
  • 로컬 커버리지
  • 로밍X

• Cell: 기지국과 그 안에 있는 단말기들이 통신하는 영역
• Cellular system: 셀 구조로 이루어진 시스템

• Frequency re-use
  • 근접한 셀은 같은 색 씀
  • 숫자가 클수록 노이즈가 작음
• 셀이 클 때 장단점
  • 장점
    • 큰 수용량, 유저 수 많음
    • 전송 파워가 적게 듬
  • 단점
    • 기지국을 많이 설치해야 해서 비용이 많이 듬
    • handoff가 잦음
• 셀이 작으면 작을수록 한 사람당 support할 수 있는 주파수가 큼
• 인구가 많은 대도시에는 셀을 작게 한다.

• 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 셀을 이동
• Hard Handoff: 끊어진 다음에 새로운 걸 만듬
• Soft Handoff: 새로운 걸 만들고나서 연결을 끊음
• 2개의 조건을 만족시켰을 때 Handoff

• 1G: 아날로그
• 2G: 디지털
  • TDMA
  • CDMA: 퀄컴이 가지고 있는 표준 활용
• 3G: 목소리 뿐만 아니라 영상도 가능
  • 완벽한 글로벌 로밍
  • 3GPP
  • 3GPP2
• 4G: IP망
• 5G

• Bus
• Star
• Tree
• Hub: 포트가 여러 개
• Repeater: 포트 2개
• MAC: 가장 효율적인 건 contention based 방식

• Bridge
  • 주소를 보고 충돌을 줄임
• Switch: 주소를 보고 얘한테만 보냄

• 넓은 지역을 커버하진 못 함
• 전송 기술
  • Infrared 
  • Radio
    • 2.4
    • 벽을 통과한다.
• 네트워크 모드
  • Infrastructure
  • Ad-hoc: 기지국X

• Synchronization
• Channel scanning: 주번에 있는 기지국을 찾는 과정
  • Passive scanning: 그냥 기다림. 낭비가 심함
  • Active scanning: 기지국을 바꿔가면서 빠르게 찾음
• Authentication and Association
• Data transfer: 기지국에 연결되면 데이터를 보냄

• Data Link layer
• Physical layer: 어려우니 건너뜀

• SIFS: 짧은 대기 시간
• DIFS: 긴 대기 시간

• Cellular vs Wireless LAN
• Cellular
  • 넓은 지역
  • Roaming-사람이 바뀌어도 연결이 끊어지지 않게 서비스
  • 빠른 속도. 이동성
  • 통신사에 돈을 내고 사용
  • 밴드 주파수 사용 → 안정적 통신
• Wifi
  • 방, 사무실 근처 등 근처. 좁은 범위
  • Roaming 없음. 한 기지국 안에서 쓰다가 다른 곳에 가서는 다른 와이파이 사용
  • 이동성 제공x
  • 기존에 있는 유선 통신망에 연결
  • 돈을 주고 사지 않은, 누구나 쓸수 있는 주파수 대역 사용
• Cellular란?

• Frequency re-use

• 셀 크기에 관해 - 커다란 셀 하나 vs 여러 개로 쪼갠 셀

• Handoff(Hand-over)

• Handoff 방식

• Cellular 역사

1. 2G

1. 2.5G

1. 3G

• MIMO

• Beam-forming

• GSM → MS/ RAN/CN/External Network

1. LTE - 구조의 변화

1. 5G

• LAN Topologies - Bus/Star/Tree 가 많이 쓰임
• Bus/Tree

• Star

• MAC

• Bridge

• Switch

• Wifi

• Wifi의 동작 단계
• Synchronization
  Timestamp: 기지국에 있는 곳에 가면 AP는 주기적으로 Beacon이라는 신호를 보내 새로운 단말에 자신의 정보를 알려줌 → 단말들이 자신과 싱크를 맞추도록 함
  Beacon 주기(초)/SSID(이름)/채널 number 등 정보를 줌
  Channel Scanning
  Passive - 비콘 신호가 올 때까지 채널을 바꿔가며 일정 시간 기다림 → 채널이 많은데 와이파이는 적을 경우 낭비가 심함
  Active - 먼저 채널에 기지국이 있는지 확인. 주변에 있는 모든 AP 검색 → 가장 좋은 채널 선택후 연결 시도 → 암호를 요구하여 입력하면 연결
  • 802.11: 와이파이의 표준
• 단말 ←(무선 Wifi)→access point(기지국) ←(유선 Ethernet)→서버
  • Physical layer: 신호를 만들어서 보냄
• FHSS/DSSS/Infrared
  다양한 헤더 붙음
  • MAC layer: 충돌이 일어났는지, 일어났다면 어떻게 해결하는지
• 기다리는 시간으로 우선순위 결정 → 충돌 방지
  SIFS- 조금 기다림. 우선순위 높음
  DIFS- 많이 기다림. 우선순위 낮음
  CSMA/CA를 사용하는 DFWMAC(mandatory)-DCF
• Power Management
• 돌아다니며 사용하는 wifi는 배터리가 중요
  power saving mode : 데이터를 보내거나 받지 않을 때 꺼 둔 것처럼 배터리를 거의 쓰지 않는 상태로 전환 - Static/Adaptive (주로 Adaptive)
  Awake - 풀 파워 상태 (Tx, Rx, Idle)
  Sleep - 거의 꺼놓은 상태
  Tail-time - 패킷이 더 오는지 확인하기 위해 기다리는 시간. 새로운 패킷이 도착하면 연장 됨
• Rate Adaption
• : 가까이 있을수록 빠른 속도로 통신. 거리가 멀어질 수록 신호 세기가 약하므로 낮은 속도로 통신
  • 802.11 표준
• 802.11b - 최대 11 Mbps 데이터 레이트, 2.4GHz 밴드, 레이트 시프팅 1, 2, 5.5, 11 (4단계)
  802.11g - 최대 54 Mbps, b사용자도 g와 통신 가능(기지국이 g라도 같은 주파수사용하므로 b와 통신가능)
  802.11a - 최대 54 Mbps, 5 GHz 밴드 표준
  802.11n - 최대 600 Mbps, 2.4GHz와 5GHz 듀얼밴드 제공, MIMO와 모듈레이션 기법들 사용으로 속도 빠름
  802.11ac -최대 6.9Gbps, 5GHz
  802.11ax - 와이파이 기지국이 촘촘하게 많을 때 최대 속도로 통신 가능하게 해주는 표준

[Chap 4] Cellular Systems

•  cell size
• 큰 지역을 기지국 하나가 전체를 커버하는 방법 vs 여러 기지국이 커버하는 방법
• One big cell: 배터리가 적게 듦, 
• Small size cell: 기지국 하나가 고장나도 나머지 지역에서는 통신 가능, 비용 많이 듦
• cell이 작으면 작을수록 한 사람당 서포트 할 수 있는 주파수가 크다
  
  

• MIMO - 안테나 개수 늘린 것, 전송 속도 높임
• Beam-forming – 기존에는 360도 똑같이 동심원을 그리면서 신호 -> 멀리 있는 기기에는 신호 약해짐
  수신지의 방향을 예측해서 그 방향으로 쏨 -> 속도를 높임

• LTE 
• LTE-A 
  • Relaying : 가까이 있으면 빨리/많은 정보를 보낼 수 있는 반면, 멀리 있으면 속도 느림, 이러한 문제를 해결하기 위해서 중계기 둠, 커버리지 밖에 사는 사람을 위해서도 중계기 둠, relaying 시켜서 전달
  • Femto cell: 집에 와이파이를 가지고 통신하는 거와 비슷, 기지국의 서비스를 받지 못하는 곳에 있을 때, 기지국의 유선전화망을 통해서 인터넷을 연결해서 그리고 셀룰러 망의 코어 쪽 망으로 들어가게 되면 그러면 셀룰러 폰 사용 가능

[Chap 5] LAN & WLAN

• Bus/Tree 
  • 가장 기본적인 형태는 Bus, Tree는 버스와 버스의 연결
  • 한 노드가 보내는 것을 연결 되어 있는 모든 노드가 듣는 것, 듣다가 자기가 수신자가 아니면 무시하고 수신자면 받음, 
  • 버스와 버스를 repeater를 사용하여 연결 -> 버스가 확장되는 역할 
  • Repeater: 신호 받는 즉시 확장해서 뿌리는 역할, segment 연결할 때 사용
• Star
  • Hub를 사용하여 확장
  • 충돌이 일어나기 때문에 동시에 데이터를 보낼 수 없음 -> 해결하는 것이 MAC,
    • Contention: 신호를 보내고 충돌이 일어났다면 감지해서 멈추고, 그 충돌을 어떻게 회피할 것이냐..
• Ring
• Mesh
• Point-to-Point

• bridge: 주소 확인 하여 무시 / 전달 가능
• Switch : 프레임이 도착하면 대상 주소를 검사하여 필요한 연결로 프레임 전달, 주소를 볼 수 있고, 포트가 여러 개여서 동시에 전송 가능

• Infrared transmission : 표준에는 있지만, 실제로는 잘 쓰지 않음
• Radio transmission : 우리가 쓰는 것, 누구나 사용할 수 있는 주파수, 전송세기에 제한, 가까운 지역에서만
• Infrastructure network mode : 우리가 사용, 기지국을 통해서 통신,BSS가 유선으로 연결되어 있음, 
• Ad-hoc network mode : 표준에는 정의되어 있지만 잘 사용하지 않음, 기지국 없음, 재난상황, 전쟁 때 사용, 자율적으로 IBSS 만들어서 통신

1. Synchronization - 주기적으로 기지국에 AP가 주기적으로 비콘이라는 신호를 보냄
2. Channel scanning – 어떤 기지국이 있는 지 찾는 것
   Passive scanning: 비콘 신호가 올 때까지 기다리는 것, 채널을 바꿔가면서 기다림, 기다리는 최대 시간은 정해져 있음, 낭비가 심함, 수동적
   Active scanning: 주변에 있는 AP 검색하여 좋은 것을 찾음. 자기가 효율적으로 찾음
3. Authentication and Association = 단말을 기지국 DB에 넣고 서비스 해줌
4. Data transfer - 기지국을 통해서 데이터 전송
   
   

• Physical layer: 신호를 만들어서 보내는 역할
• MAC layer: 데이터가 충돌이 일어났는지 일어나면 어떻게 푸는지에 대한 중요한 역할
  • SIFS / DIFS: 기다리는 시간, 앞의 프레임과 뒤에 프레임 사이에 기다리는 시간, SIFS는 조금 기다리고 DIFS는 많이 기다림, SIFS가 우선순위가 더 높음,
  • DFWMAC-DCF using CSMA/CA (mandatory): collision avoidance, 충돌 확률을 줄이자,
     

• awake: 완전히 깨어 있는 상태
• sleep: 끄기 직전, 일정한 시간 뒤에 깨어남
• Static PSM: 거의 쓰지 않음 / Adaptive PSM: 사용

• IEEE 802.11b: 2.4GHz, 최대 데이터 속도 11Mbps
• IEEE 802.11g: 2.4GHz, 최대 데이터 속도 54Mbps
• IEEE 802.11a: 5GHz, 최대 데이터 속도 54Mbps
• IEEE 802.11n: 2.4GHz, 5GHz 둘 다 지원
• IEEE 802.11ac: 5GHz 지원
• IEEE 802.11ax: 와이파이 기지국이 많을 때, 최대속도로 통신할 수 있게 해줌

• Cellular System
• Wide area coverage
• Global roaming
• Mobile users at vehicular speeds
• Subscription-based, Licensed bands

• Wireless LAN System
• Local coverage
• No handoff or roaming
• Users in hot-spot area
• Unlicensed base

• Cellular Concept
• 기지국 하나하나 원을 cell이라고 함 Cell 구조의 Network
• 경계에서 혼선이 있지 않도록 인접한 cell의 주파수는 다름
• frequency re-use 
• 7 cell cluster : noise 적다, 주파수가 작다
• 3 cell cluster : noise 크다, 주파수가 더 커서 더 많은 사용자들이 통신할 수 있다
• One big cell: 큰 배터리 필요
• 100 clusters: 기지국 많이 설치해야 해서 돈 많이 듬, 그러나 하나 고장나도 손실 적음

• Handoff Triggering Strategies
• 교차점 잡고 일정시간 기다린다

1. 1G Cellular system

• TDMA(GSM) : 유럽 표준
• CDMA(IS-95) : qualcomm

• 3GPP : HSPA,(MIMO, Beam-forming) LTE
• 3GPP2

• Bus

• Bridge

• 기술

• 모드

1. Ad-hoc network mode : 기지국 없음 - 재난 전쟁 이럴 때

1. Channel scanning

1. Authentication & Association

1. Power Management

•  Bus

• Star

1. 802.11b/g/a:
   • 802.11b: 2.4GHz 주파수 대역을 사용하며 최대 11Mbps의 속도를 제공합니다.
   • 802.11g: 2.4GHz 주파수 대역을 사용하며 최대 54Mbps의 속도를 제공합니다.
   • 802.11a: 5GHz 주파수 대역을 사용하며 최대 54Mbps의 속도를 제공합니다.
2. 이러한 표준들은 오래된 표준으로, 현재는 네트워크 속도와 범위의 제한 때문에 많이 사용되지 않습니다.
3. 802.11n:
   • 2.4GHz와 5GHz 주파수 대역을 모두 지원하며, MIMO(Multiple Input Multiple Output) 기술을 사용합니다.
   • 최대 600Mbps의 속도를 제공하며, 범위와 신호 강도가 이전 표준들보다 개선되었습니다.
   • 실제로 많은 무선 공유기와 장치들이 802.11n 표준을 지원하고 있습니다.
4. 802.11ac:
   • 5GHz 주파수 대역을 사용하며, MIMO와 대역폭 채널 결합(Bonding) 등의 기술을 사용합니다.
   • 최대 1.3Gbps의 속도를 제공하며, 더 큰 대역폭을 사용하여 데이터 전송량이 향상되었습니다.
   • 802.11ac은 대부분의 현대적인 무선 공유기와 장치들에서 지원됩니다.
5. 802.11ad:
   • 60GHz 주파수 대역을 사용하여 매우 높은 데이터 전송률을 제공합니다.
   • 최대 7Gbps의 속도를 제공하지만, 주파수의 특성상 범위는 매우 제한적입니다.
   • 주로 접점(P2P) 연결에 사용되며, 새로운 기기 간 빠른 데이터 전송을 지원합니다.
6. 802.11ax (Wi-Fi 6):
   • 2.4GHz와 5GHz 주파수 대역을 모두 지원하며, OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)와 MU-MIMO(Multi-User Multiple Input Multiple Output) 기술을 사용합니다.
   • 최대 10Gbps의 속도를 제공하고, 밀집된 환경에서도 네트워크 성능이 향상되었습니다.
   • 배터리 수명을 개선하고, 여러 장치 간의 효율적인 데이터 전송을 지원합니다.

1. Cellular과 Wireless LAN 
   1) Cellular 
   - 이동 통신에 사용되는 기술로, 모바일 기기와 통신 사이에 사용
   - 셀룰러 네트워크는 기지국이라는 고정된 기지국을 중심으로 구성되어 있으며, 네트워크 간의 로밍이 가능
   - 넓은 범위를 커버하며, 이동성이 높은 사용자들에게 편리, 높은 전송 속도와 대역폭을 제공
   2) Wireless LAN 
   - 로컬 영역에서 무선 네트워크를 구성하는 기술로, 주로 가정, 사무실, 학교 등에서 사용 (작은 범위 내에서 로컬 네트워크를 구성하는 데 사용)
   - 무선 라우터를 중심으로 구성되며, 유선 네트워크와 연결되어 인터넷에 접속할 수 있다.
   - 작은 범위 내에서 무선 연결을 제공하며, 대부분의 기기는 Wi-Fi를 지원 → 대역폭과 전송 속도는 네트워크 구성과 기기 성능에 따라 다르다.
   
   
2. Cellular Concept 
   1) 기지국으로 구성된 셀이라는 작은 영역들을 격자 형태로 배치하여 전체 지역을 커버하는 것
   2) 각 셀은 기지국을 통해 무선 신호를 전송하고, 이동 통신 기기(ex - 휴대폰)는 가장 강한 신호를 수신하는 셀과 연결된다.
   3) 셀룰러 시스템의 특징 
   - 주파수 재사용 - 셀들이 주파수를 공유하면서도 각 셀 간의 간섭을 최소화하여 효율적인 주파수 활용을 가능하게 함(= 인접한 셀의 주파수를 다르게 한다) → 인접한 셀들 간에는 간섭이 발생할 수 있기 때문에, 주파수를 다르게 할당하여 간섭을 최소화함 → 또한 주파수를 다르게 할당함으로써 대역폭을 더 많은 사용자에게 할당할 수 있음 (동일한 지역에서 다수의 셀이 동시에 동작할 수 있기 때문)
   - 핸드오프(=핸드오버) - 이동 중에도 기기가 다른 셀로 이동할 때 신호 전환을 원활하게 처리하여 연결이 유지 → 사용자는 이동 중에도 연결이 끊기지 않고 서비스를 계속 이용할 수 있다. → 셀의 크기에 따라 핸드오프의 범위가 결정 (작은 셀의 경우, 셀 간의 핸드오프가 자주 발생)
   - 라우팅 및 네트워크 관리 - 각 셀을 관리하는 기지국들은 통신 흐름을 조절하고, 사용자들을 관리하며, 데이터 전송을 처리
3. MIMO (Multiple-Input Multiple-Output)와 Beamforming 
   1) MIMO는 다중 안테나를 사용하여 동시에 여러 개의 신호를 전송하고 수신하는 기술 → 무선 통신의 대역폭을 효과적으로 이용할 수 있으며, 신호 간의 간섭을 줄이고 전송률과 신호 품질을 향상시킬 수 있음 → 다중 안테나를 활용하여 신호 강화와 안정성을 높이는 데 중점
   2) Beamforming은 안테나의 방향성을 조절하여 전송 신호를 원하는 방향으로 집중시키는 기술 → 전송 신호의 강도와 방향성을 최적화하여 신호의 도달 거리를 늘리고, 간섭과 잡음을 줄이며, 통신 품질을 향상시킬 수 있음 → 안테나의 방향성을 조절하여 신호를 집중시키는 데 중점
4. 펨토셀(Femto cell) 
   1) 소형 기지국으로, 주로 가정이나 소규모 사업장과 같은 작은 지역에서 사용되는 무선 통신 기기
   2) 셀룰러 네트워크의 신호를 강화하여 통화나 데이터 서비스의 품질을 향상
   3) 개인 사용자들이 자신의 집에서 더 좋은 통신 서비스를 제공받기 위해 사용된다. → 셀룰러 신호를 강화하여 통화 품질을 향상, 안정적인 데이터 연결 등

1. LAN (Local Area Network)과 WLAN (Wireless Local Area Network) 
   1) LAN (Local Area Network) 
   - LAN은 한정된 지리적 영역 내에서 컴퓨터 및 기타 네트워크 기기들이 연결되어 통신하는 네트워크
   - 일반적으로 가정, 사무실, 학교, 건물 등 소규모 지역에서 사용 (유선 방식으로 연결되는 경우가 많음)
   - LAN은 고속의 데이터 전송과 안정성을 제공하며, 내부적인 자원 공유와 로컬 서비스에 적합
   2) WLAN (Wireless Local Area Network) 
   - WLAN은 무선 기술을 사용하여 컴퓨터 및 기타 네트워크 기기들이 연결되어 통신하는 네트워크 (무선 기기들이 Wi-Fi를 통해 통신 - 주로 노트북, 스마트폰 등)
   - WLAN은 유연성과 편의성을 제공하며, 사용자들이 이동하면서도 네트워크에 접속하여 인터넷이나 로컬 서비스를 이용할 수 있음
2. 버스(Bus)와 트리(Tree) 
   1) 버스 구조 
   - 여러 장치가 단일 통신 경로인 버스에 연결되는 형태 → 여러 장치가 단일 버스를 공유하는 형태로 간단하고 저렴한 구성이지만 여러장치가 동시에 통신하려고 할 때 충돌이 발생할 수 있음
   2) 트리 구조 
   - 계층적인 구성을 가진 형태로, 중앙의 루트 노드에서 시작하여 여러 개의 하위 노드로 분기되는 형태 → 계층적으로 조직화되어 효율적인 데이터 전달과 확장성을 제공하지만, 장애가 전체 네트워크에 영향을 줄 수 있음
3. 허브(Hub)와 리피터(Repeater) → 네트워크에서 데이터 신호를 증폭하거나 전달하기 위해 사용되는 장치 
   - 허브는 네트워크에서 데이터 신호를 받아 복제하여 모든 포트로 전달하는 역할 → 허브는 단순히 신호를 복제하여 여러 장치에 전송하므로 충돌이 발생할 수 있음 → 따라서 허브를 사용하는 네트워크는 CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 방식을 사용하여 충돌을 감지하고 처리함
   - 리피터는 신호의 감쇠를 방지하고 거리를 연장하기 위해 사용되며, 수신된 신호를 증폭하여 전달 → 주로 유선 네트워크에서 사용되며, 네트워크의 전송 거리를 연장하기 위해 중간에 배치
4. MAC (Medium Access Control) 
   -> 네트워크에서 여러 장치들이 공유하는 물리적인 매체(미디엄)에서 데이터를 전송하기 위한 접근 제어 기
   1) Contention (Random Access)은 MAC에서 사용되는 접근 제어 방식 중 하나 (*이더넷과 같은 유선 네트워크에서 많이 사용) → 데이터 전송 시점을 임의로 선택하여 미디엄에 접근 여러 장치가 동시에 데이터를 전송하려고 할 때, 충돌이 발생할 수 있으므로 충돌 감지 및 해결을 위한 알고리즘이 사용
   2) CSMA/CD는 충돌이 발생한 경우에만 감지하고, CSMA/CA는 충돌을 방지하기 위해 데이터 전송 전에 감지 단계를 거침 → 즉, CSMA/CD는 충돌을 감지하고 해결하는 기술을 사용하여 데이터 전송을 조절함 충돌이 발생하면, 충돌된 장치들은 랜덤한 시간 동안 대기한 후 다시 전송을 시도 이 과정을 반복하여 충돌이 최소화되고 데이터 전송이 성공적으로 이루어짐
5. Bridge(브리지) 
   1) 네트워크에서 충돌을 덜 일어나게 하는 역할을 수행하는 디바이스
   2) 여러 개의 포트를 가지고 있어 다양한 네트워크를 연결하고, 충돌을 최소화하여 데이터 전송의 안정성과 성능을 향상시킴
6. AP (Access Point) 
   1) 무선 네트워크에서 기기들이 접속할 수 있는 접속 지점
   2) AP는 주기적으로 비콘 신호를 보내는 역할을 수행 → 주변에 있는 기기들에게 네트워크의 존재를 알리고 통신 가능한 상태임을 알려줌
7. 채널 스캐닝(Channel Scanning) → 무선 통신에서 사용 가능한 채널을 탐색하고 확인하는 과정 
   1) 패시브 스캐닝(Passive Scanning) 
   - 무선 기기가 주변에서 발생하는 신호를 수신하고 분석하는 방법 (수동적)
   2) 액티브 스캐닝(Active Scanning) 
   - 무선 기기가 특정 채널에 신호를 발송하고, 그에 대한 응답을 기다리는 방법 (’기지국 있어요?’ 라고 묻고 찾는 과정 - 능동적)
8. 무선 통신 표준인 IEEE 802.11에서 무선 매체 접근을 관리하기 위해 사용되는 시간간격 
   1) DIFS (분산 인터프레임 스페이스) - 무선 통신할 때 기다려야 하는 가장 긴 시간, 기기가 데이터를 보내려면 이 시간을 기다려야 함
   2) PIFS (포인트 코디네이션 기능 인터프레임 스페이스) - DIFS보다 조금 더 짧은 시간, 특별한 기기들이 데이터를 빠르게 보낼 수 있는 시간
   3) SIFS (짧은 인터프레임 스페이스) - 가장 짧은 시간, 중요한 데이터나 신호를 빠르게 보낼 때 사용
9. MAC (Media Access Control)은 무선 통신에서 데이터가 어떻게 전송되고 접근 권한을 어떻게 관리하는지를 담당하는 부분 
   1) 채널 감지 - 기기는 데이터를 보내기 전에 채널을 감지하여 다른 기기가 현재 데이터를 전송하고 있는지 확인, 채널이 사용 중인 경우, 기기는 기다리게 됨
   2) 백오프 - 채널이 비어 있을 때 데이터를 보내려는 기기는 랜덤한 시간 동안 기다림(다른 기기와의 충돌을 피하기 위함) 기기들은 서로 다른 백오프 시간을 가지므로 동시에 데이터를 전송하려고 시도하는 충돌을 방지할 수 있음
   3) 데이터 전송 - 기기는 백오프 시간이 끝나면 데이터를 전송 이때 다른 기기들은 채널을 감지하여 데이터 충돌을 피하기 위해 대기
   4) 확인 응답 - 데이터를 받은 기기는 확인 응답 프레임을 보내어 송신자에게 데이터가 정확히 전송되었음을 알려줌
10. 전력 관리 기술 - 적응형 전력 관리 (Adaptive Power Save Mode, PSM) 
    1) 무선 기기가 일시적으로 수면 모드로 전환하여 전력을 절약하는 방법
    2) 기기가 일정 시간 동안 통신이 없는 경우에 적용 
    - 기기는 주기적으로 통신 가능성을 확인하기 위해 "수면 간격"을 설정
    - 기기는 주기적으로 "비콘 신호"를 수신하여 네트워크의 활성화 상태를 확인
    - 만약 기기가 특정 시간 동안 비콘 신호를 수신하지 못하면, 기기는 수면 모드로 전환
    - 수면 모드 동안, 기기는 전력 소비를 최소화하고, 데이터 전송을 중단
    - 기기는 다시 비콘 신호를 수신하거나 특정 이벤트가 발생하면 깨어나서 활성 모드로 전환

• 넓은 지역 커버
• 기지국을 바꿔도 연결이 끊어지지 않음(global roaming)
• 빠른 속도
• 통신사에 돈을 내고 사용하므로 안정적으로 통신을 이용

• 기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신하는 것이 Cell
• 이러한 Cell 들이 모여있는게 Celllular
• 인접한 셀을 주파수를 다르게 하여 경계에서 간섭이 일어나지 않도록 함
• frequency re-use
  • 일정 수준 이상 떨어져 있으면 주파수를 재사용
  • 7cell vs 3cell → 3cell은 노이즈가 많지만 많은 사용자가 쓸 수 있음
• cell size
  • cell size가 크면 한 사람당 쓸 수 있는 주파수가 작음, 인구가 적을 때 유리
  • cell size가 작으면 한 사람 당 쓸 수 있는 주파수가 큼, 많은 사람을 커버할 수 있음, 비쌈
• Handoff
  • 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 넘겨주는 역할
  • soft Handoff: 지연이 없음, make-before-break
  • hart Handoff: 지연이 있음, break-before-make
• 1G ~ 5G로 발전
  • MIMO: 안테나 기법
  • Beam-forming: 수신지의 방향을 예측해서 신호를 쏨
  • LTE: 트리 구조를 대등한 구조로 전환
  • Femto cell: 집의 wifi와 통신하는 것과 비슷, Femto cell의 기지국을 사서 core network에 연결

• LAN Topologies: Bus, Star, Ring, Mesh, Tree, Point-to-Point 
  • Bus/Tree: repeater를 써서 bus와 bus를 연결→ bus가 확장됨
  • star: hub를 통해 확장
    • repeater vs hub → 2개 vs 여러개
• MAC 
  • round-robin, reservation
  • contention이 가장 효율적 → 충돌을 감지해서 회피 
    • CSAM/CD
• Bridge: 주소를 파악하는 repeater
• switch: 주소를 파악하는 hub

• 적은 지역 커버, 무선
• radio transmission: ISM(2,4 GHz, 5GHz), 벽을 통과함
• Infrastructure network 
  • 기지국을 통해서 통신
  • BSS가 유선으로 연결되어 통신
• Synchronization: 주기적으로 비콘 신호를 보내서 통신
• Channel scannig: 어떤 기지국이 있는지 찾음 
  • Passive scanning: 수동적으로 기다림
  • Active Scanning: 주변에 어떤 기지국이 있는지 찾음
• Authentication & Associaton: 인증을 통해 단말을 기지국에 인증하여 통신
• Data Transfer: 기지국을 통해 데이터 전송
• IEEE 표준을 사용
• Power Management: wifi는 배터리가 중요해서 파워에 대한 표준을 정의함, 배터리를 거의 사용하지 않는것처럼 해서 배터리를 아낌 
  • Static PSM
  • Adative PSM
• Rate Adaptation: 거리가 가까우면 빠른 속도로 통신하고 멀리 있으면 느린 속도로 통신

• MIMO: 안테나 개수를 늘려 전송 속도 높임
• Beam-forming: 수신지의 방향을 예측해서 그 방향으로 전송

• CSMA: 함께 쓰는 누군가 지금 사용하고 있는지 확인. 
• CD : 충돌이 일어나면 멈추고 jam signal 전송
• binary exponential back off algorithm: 충돌난 노드들 중 누구를 먼저 처리할건지(순서)

• 넒은 지역  
• 로밍, 기지국이 바뀌어도 연결이 끊겨지지 않음 
• 회사에서 구독 → 안정적

• 방, 사무실 등 가까운 위치
• 한 기지국 안에서 사용 → 이동성 X
• 누구나 쓸 수 있는 주파수

• 기지국과 그 안에 단말들이 통신할 수 있는 영역 = cells
• cell들이 연결된 네트워크
• 기지국은 유선 연결 → 외부 신호를 단말이 받아 연결
• 경계부분은 간접 문제 때문에 인접한 셀의 주파수를 다르게 함
• frequency re-use 
  • 충분히 떨어진 거리에서는 같은 주파수 사용
  • 7 cell cluster: 노이즈가 적음 but 주파수가 적음
  • 4, 3 cell cluster: 노이즈가 심함 but 주파수가 커서 더 많은 사용 가능

• 기지국에서 멀어질수록 단말의 신호 더 강하게 쏴야함
• 하나가 고장나면 모든 통신 불가
•  700명이 있다고 가정할 때 1MHz/person

• 더 많은 사람 서포트 가능
• 더 높은 비용
• 700명이 있다고 가정할 때 100MHz/person

• 통신 중에 다른 기지국으로 이동하는 것
• 통신이 연속적으로 이루어질 때 자연스럽게 연결해줘야 함 
  • Soft Handoff → 지연이 없음, 끊기기 전에 만들어짐 (Make- before -break)
  • Hard Handoff → 끊어진 후 새로 만들어냄 (Break- berore-make)
• 일정시간동안 기다려보고 커진 값이 유지가 된다면

• TDMA: GSM, 유럽 표준
• CDMA: qualcomm

• 글로벌 로밍
• 멀티미디어
• 2 Mbps
• packet-switched
• 3GPP family 
  • HSPA 
    • MINO: 안테나 기법(수를 늘림)
    • Beam-forming: 수신지의 방향 예측
  • LTE

• LTE
• LTE -A
  • 진정한 4세대
  • MINO
  • 다양한 cell 
    • Relaying: 중계기를 두어 멀리 있는 단말에 빠르게 전송, 외부의 기지국과 연결
    • Femto cell: 기지국의 서비스를 받지 못하는 곳에 있을 때 기지국의 유선전화망을 통해서 인터넷을 연결해 사용
  • 1Gbps

• 전송속도 10Gbps
• IoT

• BUS / Tree 
  • Repeater: 포트 2개를 사용하여 버스와 버스 연결
• Star 
  • Hub: 포트가 많음
• MAC 
  • 동시에 데이터 전송을 보낼 수 있도록 한 방식
  • Contention: 보내고 - 충돌이 일어나면 멈추고 - 어떻게 충돌을 회피할까
• CSMA/CD 
  • 데이터를 누가 보내고 있으면 기다리고 누가 보내지 않으면 데이터를 전송 → 누가 사용하고 있는지 check
  • 충돌이 일어날 때 보내고 있는 노드 중단
  • binary exponential back off algorithm 
    • 충돌이 일어날 때 노드의 순서를 정하는 알고리즘
• Bridge
  • 주소를 파악하여 통신량 조절
  • 2개의 LAN연결
• Switch
  • 주소를 파악하며 동시 전송 가능 → 효율 좋음
  • 포토가 여려개
• Wireless LANs
  • infrared transmission
  • Radion transmission: 누구나 쓸 수 있는 주파수, 벽을 통과, 주파수 제어
  • infrastructure network: 기지국이 있음
  • Ad-hoc network: 기지국이 없음, 재난상황에서 사용

1. Synchronization: 주기적으로 비콘 신호를 보내서 통신
2. Channel Scanning: 주변에 있는 기지국을 찾는 것 → 더 좋은 신호를 찾음 
   • Passive scanning: 수동적으로 기다림
   • Active scanning: 채널을 바꿔가며 빠르게 찾음 → 최근 많이 사용
3. Authentication & Association
   • 인증 + 연계
4. Data Transfer: 데이터 전송

• 802.11-Physical layer
• 802.11 - MAC 
  • 우선순위를 통한 충돌방지: IFS - SIFS - PIFS - DIFS
  • CSMA

• power saving modes 
  • Awake: full power
  • Sleep: 일정한 시간 후 깨어남
  • Adaptive mode

• 멀리 있으면 신호가 약함 - 낮은 속도로 통신

1. IEEE 802.11b
2. IEEE 802.11g
3. IEEE 802.11a
4. IEEE 802.11n
5. IEEE 802.11ac
6. IEEE 802.11ax : 기지국이 많을 때 최대 속도로 통신

• 넓은 지역을 커버(5G, 4G 기지국 멀리 있어도 통신 가능)
• Global roaming(지역 이동으로 기지국 변경되어도 연결 가능)
• 빠른 속도로 이동해도 서포트 가능(vehicular speed)
• 구독 기반 서비스
• licensed bands(통신사가 구입한 주파수 대역 사용)

• 좁은 지역을 커버(와이파이 방 안에 있어야)
• No handoff or roaming
• 기지국 반경 내 걷는 정도의 속도 서포트(hot-spot area)
• 장비 구입에서 수익 발생
• unlicensed bands(누구나 사용할 수 있는 주파수 대역)

• 거리가 멀어질수록 transmit power 감소
• 다수의 low power trasmitters = BS(Base Stations)를 이용하여 모바일 통신 이루어짐 
  • Cell : 모바일 통신 시스템의 지리적 기본 영역 - 기지국(백본망에 유선 연결)과 기지국 전송범위(transmission range)로 구성
• 가까운 BS는 서로 다른 주파수 할당 - interference(간섭) 피하기 위하여 
  • 데이터 전송 중 두 셀에 걸쳐 이동 → 만약 두 셀의 주파수 동일하다면 경계에서 둘 다 들리는 간섭 발생

• cell structure는 충분히 떨어진(distant) 셀에 대하여 같은 주파수를 재사용하도록 할당 : frequency re-use
• reuse factor = 1/N (N : 한 클러스터 내 셀의 개수)
• 주파수는 총 21개(21MHz)라고 가정 
  • 7 cell cluster
  • (장) 동일 주파수를 재사용하는 클러스터의 거리가 멀어지므로 interference, noise 감소
  • (단) 각 셀은 21/7 = 3개의 주파수만을 사용 가능
  • 3 cell cluster
  • (장) 각 셀은 21/3 = 7개의 주파수 하용 가능(더 많은 사용자 커버)
  • (단) interference, noise 증가

• 동일면적 하 700MHz & 700명의 사람 가정
  • One big cell 
    • 700/700 = 1MHz 1인당 1개 주파수 사용
  • 7 cell cluster * 100 cluster = 700 cells 
    • 700셀 700명이므로 평균 1셀당 1명 존재를 가정
    • 700/7 = 100MHz 1인당 100개 주파수 사용
• → cell이 작을수록 1인당 서포트 가능한 주파수 증가
• (주파수는 통신사 투자 자산이므로 동일 자산으로 보다 많은 사용자를 서포트 할 수 있게 되는 것)

• small sized cell의 장점 
  • Higher capacity, higer number of users
  • less transmission power needed(셀 하나의 크기 넓어질수록 멀리까지 신호 보내야 하므로 배터리 소모 큼)
  • more robust, decentralized(셀 하나가 넓은 지역 커버하면 해당 셀 기지국 고장났을 때 해당 지역 통신 전부 불통)
• small sized cell의 단점 
  • 많은 BS 필요 → higher cost
  • more frequent handoffs
• 인구 적은 시골의 cell은 넓게 듬성듬성, 인구 많은 도시의 cell은 작고 촘촘하게 구성하여 capacity 문제 해결4

• handoff의 종류 
  • hard handoff : 이전 연결이 잠시 끊어진 후 새로운 연결이 이루어짐(break-before-make)
  • soft handoff : 새로운 연결이 이루어진 후 이전 연결이 끊어짐(make-before-break) - 거의 지연 없음
• handoff triggering strategies 
  1. RSS(Relative Signal Strength) : 신호 세기 비교하여 더 큰 쪽으로 연결 ~ 신호의 세기가 일정하지 않고 경계가 구불구불할 경우 pingpong handoff 발생
  2. RSS with handoff margin : (새로운 BS 신호 세기 - 기존 BS 신호 세기) > handoff margin(=threshold)인 경우 handoff ~ 최근까지 사용된 방식
  3. HO margin and TTT(Time To Trigger) : 2의 방법 + 이러한 신호 관계가 일정시간 유지되는지(TTT) 기다린 후 handoff

• 기존 유선 전화 대체가 목적
• Analog system(1980s)
• circuit-switched : 기존 전화 통신 방식
• voice only

• digital system
• circuit-switched
• voice and data : SMS(Short Message Service)
• 주요 표준 → 3세대까지 분화되어 각자 발전하게 됨
  1. TDMA(Time Division Multiple Access) 
     1. GSM(Global System for Mobile communications) : 전체 가입자의 80% 이상 차지(EU, Asia) 
        • 1991년 핀란드에서 런칭 - 여러 나라가 국경을 맞댄 유럽 특성상 로밍 등 각종 표준 만들기 좋은 환경
     2. IS-136(North America) : 대부분의 사용자가 GSM으로 넘어가게 됨
  2. CDMA(Code Division Multiple Access) 
     1. IS-95(Interim Standard 95)(US, Asia) 
        • 1994년 홍콩에서 런칭 - 퀄컴 사의 첫 번째 CDMA 기반 디지털 표준
        • 한국에서 많이 사용되었음(1996년 가입자 1M)
• 3G 도입까지 많은 시간 소요 → 사용자들의 요청에 따라 데이터 전송 속도 높인 2.5G(표준 GPRS), 2.75G(표준 EDGE) 등장
• 비교
  • GSM 
    • circuit switched network(IP 기반에 반대)
    • end to end 연결
    • 동일 대역폭으로 서비스 - 낭비
    • 시간 단위로 청구
  • GPRS(General Packet Radio Service) 
    • packet switched domain to core network
    • data traffic support 기술 추가
    • 효율적 자원 사용, 다양한 속도로 애플리케이션 효율적
    • 높은 전송 속도
• → MSC : BS 간 handoff 할당 관리
• → VLR + HLR : 위치 추적 위해 사용되는 DB
• → AuC : 인증, 과금 위해 사용되는 DB
• → GMSC : 유선전화망으로 연결

• global roaming : 3G 개발의 궁극적 목적
• packet-switched : 컴퓨터 통신망 방식
• voice, data and video : multimedia support
• increased data rates : 2 Mbps
• 2가지 파트너십 프로젝트 - 글로벌하게 적용 가능한 3G 시스템 목표로 (두 프로젝트 많은 부분 유사) 
  1. 3GPP(3G Partnership Project) from TDMA
     • standardization group for UMTS(Universal Mobile Telecommunication System) : 2G GSM 기술에 기반
  2.  3G 통신 위하여 백본방 새로 설비(빨간색 박스)
     • family 
       • HSPA(High-Speed Packet Access) : 개선된 변조 방식 및 프로토콜로 다운링크 최대 14Mbps, 업링크 최대 5.7Mbps 지원
         • HSDPA(기지국→단말, downlink 속도 개선)
         • HSUPA(단말→기지국, uplink 속도 개선)
       • HSPA+(Evolved HSPA)
         • MIMO(Multiple Input Multiple Output) 
           • 안테나 개수를 늘여 하나일 때보다 성능 개선하는 것
         • Beam-forming 
           • 기존 방식 : 멀수록 수신 성능 저하
           • 수신지 방향 예측하여 해당 방향으로 신호를 보내는 방식으로 개선
       • LTE(3.9G)
  3. 3GPP2(3G Partnership Project 2) from CDMA
     • standardization group for CDMA2000 : 2G 퀄컴 CDMA(IS-95) 기술에 기반
     • famliy : EV-DO

• IP based
• Higher data rate up to 1Gpbs
• 3GPP Long Term Evolution(LTE) - motivation
  • IP 통신망으로 packet only system으로 UMTS evolve
• LTE-A(LTE Advanced)

• Higher data rate than 1Gpbs

• LAN Topolgies
  1. Bus : repeater(증폭하여 얻은 신호 뿌림 ~ segment 연결 시 많이 사용)
  2. Star : Hub(repeater와 기능 거의 유사하고 포트가 여러 개)
  3. Ring
  4. Mesh
  5. Tree
  6. Point-to-Point
• → Bus와 Star, Tree 구조가 가장 많이 사용됨
• 충돌 처리 방식
  • MAC : 데이터를 동시에 보낸다면 충돌 일어나 통신 실패 → 이를 해결하고자 
    • contention : 데이터 그냥 보낸 후 충돌 감지 이후 처리 방식 결정 ~ Ethernet
• Bridge vs. Switch
  • 브릿지 : repeater와 비슷한 역할 하되 주소까지 확인 가능(2 레이어 디바이스)
  • 스위치 : 브릿지와 유사한 기능이면서 포트가 여러 개

• 특징 
  • 넓은 범위는 커버할 수 없음
  • 2가지 전송 기술 
    1. Infrared transmission(거의 사용되지 않음) 
       • 벽을 통과할 수 없음
    2. Radio transmission(일반적으로 사용) 
       • 벽을 통과할 수 있음
       • 누구나 사용할 수 있는 주파수 대역 - 신호 세기에 제한
  • 2가지 네트워크 모드 
    1. Infrastructure network mode(일반적으로 사용) 
       • 유선으로 연결된 기지국의 전송범위 내에서 통신
    2. Ad-hoc network mode(거의 사용되지 않음) 
       • 기지국 없이 단말기끼리 서로 연결하여 통신
       • 여러 기기 걸쳐 통신이 이루어지므로 일반적으로 매우 어려운 방식 → 전시상황에 적용 가능

• ㅇㅇㅇㅇㄹㄹ

• 셀(Cell) 구조의 기지국을 이용한 이동 통신 시스템
• 주파수 자원을 효율적으로 활용하며 기지국을 공간적으로 확장시키는 이동통신 시스템
• 전체 서비스 영역을 셀로 잘게 나누고, 각 영역 마다 고정 기지국을 두어 그 해당 셀 영역만을 담당하도록 하여, 멀리 떨어진 셀(기지국) 마다 반복 사용토록 주파수 채널을 할당(주파수 재사용)하며, 기지국을 다수화하면서 공간적으로 확장시키는 기술

• 셀룰러 시스템의 특징
• 주파수 재사용(Frequency Reuse)
• 핸드오프(Hand-Off) 기능
• 다중 셀 또는 다중 기지국의 활용 등
• 이동통신 시스템은 기지국이라는 저전력 송신기를 많이 사용
• 셀 구조는 충분히 떨어진 셀에서 동일한 주파수를 재사용할 수 있음(간섭 영역이 없거나 거의 없음)

• 유선 LAN과 무선단말 사이를 무선주파수를 이용하여 전송하는 제반 기술 및 시스템

• AP (Access Point) : 무선단말내 RF 모뎀 카드, 무선 공간 영역

• 무선접속기술 표준화 : IEEE 802.11
• 응용기술 표준화 : Wi-Fi Alliance (WFA)

• 무선 단말이 접속되어 있는 무선 LAN의 AP 혹은 이동통신망의 기지국에서 다른 AP나 기지국으로 접속을 바꾸는 것

• 하나의 회선(서킷)을 할당받아 데이터를 주고 받는 방식
• 서킷(Circuit) 이라는 연결을 두 장비간 사이에 만들어서 통신에 사용.
• 서킷이 먼저 만들어 진 다음 데이터가 그 서킷을 통해 두 장비간 사이를 이동할 수 있음.

• 데이터를 패킷(Packet)이라는 단위로 분할하여 전송.
• 패킷은 다음 노드로 전송하기전 저장 후 전달하는 store and forward 방식을 따름.
• 패킷의 헤더에는 출발지, 목적지 정보가 있음 → 갈수록 IP주소가 쌓여서 오버헤드 발생.
• 라우팅 알고리즘을 이용하여 경로를 설정
• 최종 목적지에 도달하기전 라우팅되고 결합되고 분할함(조각된 패킷들이 결합)

• 무선 통신의 용량을 높이기 위한 스마트 안테나 기술
• 기지국과 단말기에 여러 안테나를 사용하여, 사용된 안테나수에 비례하여 용량을 높이는 기술
• 이동통신에서 채널 손실과 사용자간의 간섭을 최소화

• 연결된 단말기에만 개별적으로 안테나 빔을 비추는 방식
• 사용자간의 다른 안테나 빔을 수용하여 신호간섭을 최소화할 수 있으며 기지국의 통화용량을 증가시킬 수 있음.

• 3세대 이동통신(WCMA)의 진화 기술로 차세대 통신기술
• GPRS 코어 네트워크를 대체하도록 설계된 간소화된 패킷 교환 IP 네트워크 아키텍처

• 2개의 주파수를 하나로 묶어서 속도를 올리는 기술

• 기존의 4세대 이동통신인 LTE(Long-Term Evolution)에 비해 방대한 데이터를 아주 빠르게 전송하고 실시간으로 모든 것을 연결하는 4차 산업혁명의 핵심 기반
• 5G가 IoT를 연결시켜주는 백본망으로써 아주 중요한 역할을 하게됨.

• 소형 네트워크들을 묶어 대규모 파이프라인을 통해 극도로 높은 대역폭으로 다른 네트워크들의 집합과 연결되는 네트워크
• 각기 다른 LAN이나 부분망간에 정보를 교환하기 위한 경로를 제공

• 여러 단말들 간에 `공유 매체(Shared Medium)`의 동시 사용에 대한 단말 간 충돌(경합) 발생을 제어(경감)하는 방식을 총칭

• LAN의 통신 프로토콜의 종류중 하나이며, 이더넷 환경에서 사용

• 컴퓨터 네트워크 기술의 하나로, 일반적으로 LAN, MAN 및 WAN에서 가장 많이 활용되는 기술 규격

• 넓은 지역 
• 로밍 가능
• 통신 밴드 주파수 사용 → 안정적

• 기지국 기준으로 신호를 전송하여 통신할 수 있는 범위[영역]
• 기지국끼리는 유선으로 연결
• 인접한 cell끼리는 주파수를 다르게 (∵간섭 문제)
  • 충분히 떨어진 cell끼린 같은 주파수 가능 (주파수 재활용)
  • 셀 개수 ↓ = 노이즈 ↑ but 더 많은 사람이 통신 가능
• 셀 하나의 사이즈가 클 때(one big cell)
  • 기지국 끝에 데이터를 전송하기 위해 신호를 강하게 (배터리 ↑)
  • 기지국 하나가 불통되면 전체가 X (비용은 ↓)
  • 한 셀당 사용 가능한 주파수 ↓ (셀을 잘게 쪼개면 쪼갤 수록 ↑) → 인구가 많은 지역은 셀을 많이 쪼갬

• 통신 중에 한 기지국으로부터 다른 기지국으로 이동하면 전달해줘야 함
• Soft Handoff: 두 셀이 연결되어 있어서 끊어짐 X → 지연이 거의 X (Make-Before-Break)
• Hard Handoff: 두 셀이 떨어져있어 잠깐 연결이 끊어짐 (Break-Before-Make)
• 어느 시점에 전달해줘야 하는지
  • RSS(Relative Signal Strength): 두 신호만을 비교
  • Relative RSS with threshold
  • RSS with handoff margin: 신호 세기의 차이(HM)>threshold(특정값) → handoff
  • HO margin and TTT(time-to-trigger): 일정시간동안 HM이 유지되는지 확인

• 1G - 유선 대신 무선, 아날로그, 기존의 전화통신 방식(Circut-Switched), 목소리만
• 2G - 디지털, 기존의 전화 방식, 짧은 데이터 전송 가능(SMS; Short Message Service)
  1. TDMA(Time Division Multiple Access)방식의 GSM(Global System for Mobile communications) 
  2. CDMA(Code)
• 2.5G
  • 2→3G로 가는 데 시간이 많이 걸려 가입자들의 요구로 만들어짐
  • 멀티 미디어, 웹 기반의 텍스트를 주고 받는 수요 ↑ → Interim Solution(2.5G, 2.75G)을 통신사들이 만들어 냄
• 3G
  • 컴퓨터 통신망(IP, Packet-Switched) 
  • 2가지 표준 - 3GPP(TDMA), 3GPP2(CDMA) 
  • HSPA(High-Speed Packet Access) - HSDPA(down;기지국에서 단말기로 가능 방향), HSUPA
    1. MIMO: 안테나 개수를 늘려서 받은 신호를 합함 → 전송 속도 ↑
    2. Beam-Forming: 360º로 동일한 세기의 신호가 원 형태로(기존방식) → 수신지 방향을 예측해서 수신지의 방향으로만 신호를 전송 ⇒ 기지국으로부터 멀리 있어도 신호가 잡힘
  • LTE(3.9G): Packet Only System으로 IP 네트워크 구조로 사용, 1 Gbps를 못 맞춤
  • 트리 구조 → P2P(대등한 구조)로 변경
  • EV-DO: 3GPP2가 제공
• 4G
  • LTE-A(LTE Advanced) → MIMO, 다양한 크기의 셀, Relaying(중계기-멀리 있거나 coverage 밖의 사용자)
• 5G
  • Femto Cell: 기지국의 서비스를 받지 못하는 구역에 있을 경우 유선전화망(femto)을 이용해 연결하면 사용 가능

• Repearter: bus와 bus를 연결 → bus를 확장, 하나의 선으로 연결된 것처럼
• star: HUB(여러 개의 port) 사용 → 확장 가능 
• MAC(Medium Access Contorl) : 동시에 데이터 전송 시 발생하는 충돌을 해결 
• Ethernet / CSMA/CD 
  • CS: 데이터 전송 전에 누가 보내고 있는지 안 보내고 있는지 확인
  • CD(Collision Detection): 데이터를 전송했을 때 충돌 감지
  • Binary Exponential Back Off Algorithm: 충돌을 다른 노드에 알리고 충돌이 일어난 노드들 간에 순서를 정함
• Bridge(repeater 대신) 
  • 주소를 보고 해당 주소로 전송 → 충돌 ↓ (모든 노드를 다 돌면서 아니면 넘기는 식)
  • 두 LAN을 연결하는 디바이스
• Switch 
  • 주소를 보고 해당 주소로 전송 (다른 노드에 전송 X, 동시에 전송 가능) → 효율 ↑, 비용 ↑
  • 포트를 여러 개 연결해 사용하는 방식

• 일부 지역 지원
• 기술
  1. Infrared Transmission
  2. Radio Transmission: ISM, 2.4GHz/5GHz
• 네트워크 모드
  1. Infrastructure Network Mode: 기지국 간 유선으로 연결
  2. Ad-hoc Network Mode: 기지국 없이 기기들간 네트워크(IBSS)를 구성 → 다른 기기에 데이터를 전송해야 함 (재난상황에 사용)
• WiFi 동작 단계
  1. Synchronization: AP는 Beacon이란 신호를 주기적으로 보냄
  2. Channel Scanning: 기지국이 있는 곳에 단말이 오면 진행
  3. Passive Scanning: 채널을 바꿔가며 신호가 올 때까지 기다림 → 낭비 多
  4. Active Scanning: 채널에 순서대로 물어보고 답변이 오지 않으면 넘어감
  5. Authentication & Association: Active Scanning으로 가장 좋은 기지국을 선정 → 암호를 알맞게 입력하면 연결
  6. Data Transfer
• Physical Layer: 신호를 보냄, 3 versions(FHSS, DSSS, Infrared)
• MAC Layer: 데이터 전송 시 충돌 발생 확인 
  • 대기 시간 조정 - SIFS(Short IFS), DIFS(DCF IFS-우선순위가 낮은 트래픽은 길게 기다림)
  • DFWMAC(DCF using CSMA/CA; Mandatory): 무선 상에선 충돌 발생 X(CA)
• Adaptive PSM(Power Saving Mode)
  1. Awake: fully powered (Tx;보냄, Rx;받음, Idle;보내거나 받을 게 없을 때)
  2. Sleep: 일정 시간 이후 깨어나는 끄기 직전의 모드(≠Idle), 데이터가 전송되면 기지국이 버퍼를 깨어날 때까지 저장해둠
  3. Tail-time: 미리 정해진 만큼 데이터를 기다리는 시간
  4. Null Frame: 데이터를 받을 준비·다시 Sleep Mode로 갈 때 기지국에 알림
• Rate Adaptation (Dynamic Rate Shifting): 가까이 있으면 신호가 강하고 멀리 있으면 신호가 약함
• IEEE 802.11 표준 - b/g/a/n/ac/ax  

• 셀룰러 시스템
  • 넓은지역 커버 
• 로밍, hand off 연결 끊어지지 않음 
• 통신사 구독 기반 
• 와이파이
   local 좁은 지역 커버
• 이동성 제공 약함 
• unlicensed bands 
• [셀룰러 시스템]

1. cell 개념 -> 기지국과 그 안에 단말기들이 통신할 수 있는 영역 cell을 활용한 시스템
2. cell구조로 이루어진 network
3. 기지국들은 backbone망에 유선으로 연결됨
4. cell에서 다른 cell로 이동시 (데이터 전송시) 다른 셀의 기지국이 대신 전송 
5. 셀 별 주파수는 다름, 인접한 셀의 주파수를 다르게 함 => 간섭을 방지하기 위함
6. 충분히 떨어진 셀끼리는 같은 주파수 사용해도 됨=>frequency re-use
7. n-cell cluster (3,4,7 …) 거리가 멀면 멸수록 좋음
8. 7cell cluster 장점 : 노이즈 적음, 3 cell cluster 노이즈가 심할 수 있음.
9. 21개의 주파수를 사용할 수 있으면 7cell은 3개씩 사용할 수 있음 => 주파수 적게 사용(적은 사용자)
10. cell  하나 size 에 따른 장단점
    1. cell 사이즈 작음
       1. 기지국과 단말 사이 거리가 짧기 때문에 적은 배터리 소요 
    2. 기지국 고장시 나머지 지역에서는 통신 가능
11. 단: 기지국 많아서 투자 비용 많음 
12. higher capacity 

1. 잘게 cell을 쪼개면 쪼갤수록 한 사람을 support할 수 있는 주파수는 많아짐
2. cell 사이즈 큼
   1. 단 : 멀리 있는 
3. Handoff (handover) - 계주의 바톤터치:  한기지국으로부터 다른기지국으로부터 이동하게 되는 것
    
   1. 통신이 연속으로 유지될 수 있도록 자연스럽게 연결 
4. soft handoff 지연이 거의 없음(통신area 겹치는 경계 유) make before break 
5. hard handoff break before make 
6. 어느시점에서 HandOff를 진행할 것인가?
    
   1. 길이 꼬불꼬불하면 handoff pingpong 발생 
7. 어느 일정한 threshold 값보다 크게 될 때 hand off 발생 (최근까지 사용) 
8.  + 일정 시간동안 유지되는지 (HO margin and time- to - hand off)

1.  1세대 - 전화통신 방식
2.  2세대 - 디지털 시스템, SMS
   1. TDMA
      1. CDMA (Qualcomm) 
   2. GSM (유럽표준)
      1. GSM architecture 
   3. MSC( 핸드오프 flow 조절) 
   4. AuC(인증)
3.  3세대 - packet 목소리, 데이터, 비디오
   1. global 로밍 
4. 3GPP
   1. HSPA (HSDPA) 기지국으로 (HSUPA) 단말에서 기지국으로
      1. MIMO (안테나 개수 증가하는 안테나 기법) 
   2. Beam-forming (수신지의 방향 예측하여 수신지의 방향에만 쏴서, 거리가 멀어질 수록 신호가 약해지는 문제 해결
5. LTE 
6. UMTS (전국을 커버하는 망을 새로 다시 깔게 됨)
7. 3GPP2
8.  4세대 - IP based, 1Gbps
   1. Relaying - 중계기를 두는 것 (멀리 있는 곳에 신호를 잘 전달) 
      1. 신호 커버리지 밖에 있는 사람을 위해 새롭게 기지국을 만드는 것은 비효율적이므로 기지국으로 전
9. Femto - 집에 있는 와이파이로 통신하는 것과 유사
   1. wifi를 가지고 전화통신을 사용하는 것처럼 집이 산골(기지국 서비스를 받지 못하는 상황)이면 femto셀을 사서 core network를 사용하는 것
10. 5세대 - 연결성이 좋기 때문에 IoT에서 매우 중요

• Topologies
  • bus
    • 데이터 전송하는 것을 랜에 올리면 모든 정보를 공유함/ 
• Repeater (bus,bus 연결) - 다른 방, 다른 층과 연결하여 다른 버스에 연결/ 하나의 선이 연결된 것처럼 하게 역할
  • 받는 즉시 신호 증폭해서 뿌림 (segment 연결에 많이 사용) 포트 두 개
• HUB 포트가 많음
• star
  • HUB사용하여 연결/ 연결되어있는 모든 수신지에 데이터를 받거나 보낼 수 있음
• tree
  • Bus Bus를 여러개 연결
• MAC(충돌 해결)
   round robin 
• reservation
•  contention
  • 그냥 보내고 충돌을 감지하면 멈추키 (SCMA/ CD/ Ethernet) 유선 LAN의 대표적인 기술
• collision detection 
• binary
• Bridge(주소까지  봄, 충돌이 덜 발생하도록 만듦) 포트가 2개 
• Switch(Hub와 비슷하게 생김, 주소를 봄, 동시에 보냄) 포트가 여러개

• Power Mangement[표준 protocol]
  • power saving (sleeping 모드)
    • Static PSM(거의 사용되지 않음) 
  • Adaptive PSM
• [Rate Adaptation]
  • 가까이 있으면 신호가 세서 빠른 속도로 통신 
• 802.11b
  • 11 Mbps
• 802.11g
  • 54 Mbps
• 802.11n
  • 600 Mbps
• 802.11ac 
• 802.11ax
• 와이파이 표준 
  • access point(유선으로 연결) =. 기지국(번역사 역할, 여러 프로토콜을 알고 있음)
  • 802.11 protocol Layer
    • MAC
      • 충돌 해결방법 등 명시 
    • 충돌해결 정의 프로토콜은 많지만 Mandatory만 설명하심
      • CSMA/CA(Collision avoid)
        • 5개의 station이 데이터를 보내는 예시, BackOff 개념
• IFS(우선순위 정하기) - 기다리는 시간, 앞의 프레임과 뒤 프레임의 시간차이를 주겠다는 뜻
   SIFS 우선순위가 높음(조금 기다리게 함) 
  DIFS
• PHY
  신호를 보내는 역할 
• 802.11 1 or 2Mb/s
• 좁은 지역 커버

• infrared Trainsmission
  • 벽통과 X secure
• Radio Transmission
   2.4, 5GHz => 전송 세기에 제한을 받음, 벽을 통과하는 주파수대, 가까운 지역에만 사용 가능

• infrastructure Network Mode
  • 유선으로 연결된 기지국과 함께 통신하는 구조 
• BSS(Basic Service Set)기본 단위 =유선으로 연결, 별도의 섬처럼 기지국과 단말이 통신 
• ESS BSS를 감싼 것 
• Synchronization
  • 동기화를 위해 clock정보 송출, Beacon signal 주기, SSID(BSS마다 있는 아이디), channel num 
• Channel Scanning(주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 행위)
  • Passive
    • 비콘신호가 올 때까지 기다림, 
• 채널 바꿔가면서 기다림(기다리는 시간은 표준에 명시) 
• 낭비가 심함
  • Active
  • 기지국 있다고 먼저 응답 
• 1,2,3 ~ n, 모든 AP 탐색
• Authentication 암호 인증 
• Association, 단말 정보를 DB에 넣고 서비스 제공
• Ad-hoc network mode
  • IBSS
    • 기지국 없음 
    • 재난상황이나 전쟁중 사용하는 구조(infrasturcture가 없을 때) 
    • 매우 복잡함

1. Cellular Sysem 
   1. 사람이 움직여도 연결됨
   2. 인접한 셀의 주파수를 다르게 → 같으면 간섭이 일어남 → 멀리 떨어진 셀에서는 같은 주파수 가능
   3. 셀이 작으면 작을수록 한사람당 사용할 수 있는 주파수가 많아짐 → 돈이 많이 듦
   4. 인구가 없는 시골에서는 셀이 듬성듬성 / 도시에서는 밀집하게 셀
   5. Handoff → 셀 사이에서 자연스럽게 이어지는 기능

1. Wireless LAN System
   1. 범위가 가까움
   2. 기지국 내에서만 사용
2. MIMO(Multiple Input Multiple Output)
3. MIMO는 Multiple Input Multiple Output의 약자로, 무선 통신 시스템에서 성능을 향상시키고 데이터 처리량을 증가시키기 위해 사용되는 기술입니다. MIMO는 송신측과 수신측 양쪽에서 여러 개의 안테나를 활용하여 시스템의 용량과 신뢰성을 향상시킵니다.
4. 일반적인 통신 시스템에서는 송신측과 수신측에 각각 하나의 안테나가 있어 한 번에 하나의 데이터 스트림을 전송하거나 수신하는 것이 일반적입니다. 그러나 MIMO는 여러 개의 안테나를 사용하여 동일한 주파수 대역에서 여러 개의 데이터 스트림을 동시에 전송하고 수신합니다.
5. MIMO의 핵심 원리는 공간 다중화(spatial multiplexing)입니다. 이는 무선 채널의 변동으로 인해 다른 안테나에서 송신 신호의 다른 버전을 수신하는 점을 이용합니다. 수신측은 이러한 다중 수신 신호를 정확하게 처리하고 결합하여 개별 데이터 스트림을 분리하고 추출함으로써 전체 데이터 전송률을 향상시킵니다.
6. MIMO 기술은 다음과 같은 여러 가지 이점을 제공합니다:
   1. 증가된 데이터 처리량: 여러 개의 데이터 스트림을 동시에 전송함으로써 MIMO는 무선 통신 시스템의 데이터 전송률과 전체 용량을 크게 증가시킬 수 있습니다.
   2. 향상된 신뢰성과 거리: MIMO는 여러 개의 안테나를 활용하여 신호 품질을 향상시키고 시스템의 견고성을 높이는 데 도움을 줌으로써 감쇠와 간섭의 영향을 완화합니다.
   3. 향상된 주파수 효율: MIMO는 동일한 주파수 대역에서 여러 개의 데이터 스트림을 전송함으로써 사용 가능한 무선 주파수 스펙트럼을 보다 효율적으로 사용할 수 있습니다.

1. LAN(Local Area Network) 
   1. BUS
   2. 
      

1. WLAN(Wireless LAN)
   1. 로컬이기 떄문에 넓은 지역을 커버하지 못함
   2. Channel Scannng 
      1. Passive Scanning
      2. Active Scanning
2. 
   
3. Power management
   1. Static → 거의 쓰지 않음
   2. Adaptive → Awake / Sleep

• 충분히 떨어진 cell끼린 같은 주파수 가능 (주파수 재활용)
• 셀 개수 ↓ = 노이즈 ↑ but 더 많은 사람이 통신 가능

• 기지국 끝에 데이터를 전송하기 위해 신호를 강하게 (배터리 ↑)
• 기지국 하나가 불통되면 전체가 X (비용은 ↓)
• 한 셀당 사용 가능한 주파수 ↓ (셀을 잘게 쪼개면 쪼갤 수록 ↑) → 인구가 많은 지역은 셀을 많이 쪼갬

• 이전 연결이 끊어지기 전에 새 연결이 새로 설정됨 (Make-before-break)

• 새 연결이 설정되기 전에 이전 연결이 끊어짐 (Break-before-make)

• CS: 데이터 전송 전에 누가 보내고 있는지 안 보내고 있는지 확인
• CD(Collision Detection): 데이터를 전송했을 때 충돌 감지
• Binary Exponential Back Off Algorithm : 충돌을 다른 노드에 알리고 충돌이 일어난 노드들 간에 순서를 정함

• 주소를 보고 해당 주소로 전송 → 충돌 ↓ (모든 노드를 다 돌면서 아니면 넘기는 식)
• 두 LAN을 연결하는 디바이스

• 주소를 보고 해당 주소로 전송 (다른 노드에 전송 X, 동시에 전송 가능) → 효율 ↑, 비용 ↑
• 포트를 여러 개 연결해 사용하는 방식

• Infrared Transmission
• Radio Transmission: ISM, 2.4GHz/5GHz

• Infrastructure Network Mode: 기지국 간 유선으로 연결
• Ad-hoc Network Mode: 기지국 없이 기기들간 네트워크(IBSS)를 구성 → 다른 기기에 데이터를 전송해야 함 (재난상황에 사용)

• Synchronization: AP는 Beacon이란 신호를 주기적으로 보냄
• Channel Scanning: 기지국이 있는 곳에 단말이 오면 진행
• Passive Scanning: 채널을 바꿔가며 신호가 올 때까지 기다림 → 낭비 多
• Active Scanning: 채널에 순서대로 물어보고 답변이 오지 않으면 넘어감
• Authentication & Association: Active Scanning으로 가장 좋은 기지국을 선정 → 암호를 알맞게 입력하면 연결
• Data Transfer

• 대기 시간 조정 - SIFS(Short IFS), DIFS(DCF IFS-우선순위가 낮은 트래픽은 길게 기다림)
• DFWMAC(DCF using CSMA/CA; Mandatory): 무선 상에선 충돌 발생 X(CA)

• Awake: fully powered (Tx;보냄, Rx;받음, Idle;보내거나 받을 게 없을 때)
• Sleep: 일정 시간 이후 깨어나는 끄기 직전의 모드(≠Idle), 데이터가 전송되면 기지국이 버퍼를 깨어날 때까지 저장해둠
• Tail-time: 미리 정해진 만큼 데이터를 기다리는 시간
• Null Frame: 데이터를 받을 준비·다시 Sleep Mode로 갈 때 기지국에 알림

• Cellular System : 커버하는 지역 넓음 / 글로벌 로밍가능 / 안정적인 통신
• Wireless LAN: 비교적 좁은 지역 커버 / 이동성X

• Cellular란 :
• Cell: 기지국과 그 안의 단말들이 통신할 수 있는 영역 / 셀들간의 주파수가 같으면 간섭이 일어남 / 따라서 인접한 셀들의 주파수는 다르게 해야함 / 충분한 거리가 있는 셀들 사이에서는 Frequency Reuse 가능

• Handoff
   
  • soft handoff ( 신호가 끊기기 전 새로 연결 / cell 사이 이동 중 지연 없음 )
•  
  • hard handoff ( 신호가 끊긴 다음 빠르게 새로 연결 / cell 사이 이동 중 지연 있음 )
•  

• LAN : Bus, Star, Tree
   
  • Bus/Tree : Bus끼리 리피터로 연결
•  
  • Star: 허브를 사용하여 연결 / Hub는 리피터 대비 포트가 많음
•  
• MAC(Medium Access Control) : contention 방식으로 충돌해결, 매체에 대한 엑세스 제어
• Bridge, Switch

• 셀룰러 시스템(Cellular System)
  • 넓은지역 커버 
• 로밍, hand off 연결 끊어지지 않음(기지국을 변경해도 끊어지지 않음)
• 통신사 구독 기반 
• 와이파이
   local 좁은 지역 커버
• 이동성 제공 약함 
• unlicensed bands 
• [셀룰러 시스템]

1. cell 개념 -> 기지국과 그 안에 단말기들이 통신할 수 있는 영역 cell을 활용한 시스템(기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역)
2. cell구조로 이루어진 network
3. 기지국들은 backbone망에 유선으로 연결됨
4. cell에서 다른 cell로 이동시 (데이터 전송시) 다른 셀의 기지국이 대신 전송 
5. 셀 별 주파수는 다름, 인접한 셀의 주파수를 다르게 함 => 간섭을 방지하기 위함
6. 충분히 떨어진 셀끼리는 같은 주파수 사용해도 됨=>frequency re-use
7. n-cell cluster (3,4,7 …) 거리가 멀면 멸수록 좋음
8. 7cell cluster 장점 : 노이즈 적음, 3 cell cluster 노이즈가 심할 수 있음.
9. 21개의 주파수를 사용할 수 있으면 7cell은 3개씩 사용할 수 있음 => 주파수 적게 사용(적은 사용자)
10. cell  하나 size 에 따른 장단점
    1. cell 사이즈 작음
       1. 기지국과 단말 사이 거리가 짧기 때문에 적은 배터리 소요 
    2. 기지국 고장시 나머지 지역에서는 통신 가능
11. 단: 기지국 많아서 투자 비용 많음 
12. higher capacity 

1. 잘게 cell을 쪼개면 쪼갤수록 한 사람을 support할 수 있는 주파수는 많아짐
2. cell 사이즈 큼
   1. 단 : 멀리 있는 
3. Handoff (handover) - 계주의 바톤터치:  한기지국으로부터 다른기지국으로부터 이동하게 되는 것
    
   1. 통신이 연속으로 유지될 수 있도록 자연스럽게 연결 
4. soft handoff 지연이 거의 없음(통신area 겹치는 경계 유) make before break 
5. hard handoff break before make 

1. 어느 시점에서 Hand Off를 진행할 것인가?
    
   1. 길이 꼬불꼬불하면 handoff pingpong 발생 
2. 어느 일정한 threshold 값보다 크게 될 때 hand off 발생 (최근까지 사용) 
3.  + 일정 시간동안 유지되는지 (HO margin and time- to - hand off)

1.  1세대 - 전화통신 방식
2.  2세대 - 디지털 시스템, SMS
   1. TDMA
      1. CDMA (Qualcomm) 
   2. GSM (유럽표준)
      1. GSM architecture 
   3. MSC( 핸드오프 flow 조절) 
   4. AuC(인증)
3.  3세대 - packet 목소리, 데이터, 비디오
   1. global 로밍 
4. 3GPP
   1. HSPA (HSDPA) 기지국으로 (HSUPA) 단말에서 기지국으로
      1. MIMO (안테나 개수 증가하는 안테나 기법) 
   2. Beam-forming (수신지의 방향 예측하여 수신지의 방향에만 쏴서, 거리가 멀어질 수록 신호가 약해지는 문제 해결
5. LTE 
6. UMTS (전국을 커버하는 망을 새로 다시 깔게 됨)
7. 3GPP2
8.  4세대 - IP based, 1Gbps
   1. Relaying - 중계기를 두는 것 (멀리 있는 곳에 신호를 잘 전달) 
      1. 신호 커버리지 밖에 있는 사람을 위해 새롭게 기지국을 만드는 것은 비효율적이므로 기지국으로 전
9. Femto - 집에 있는 와이파이로 통신하는 것과 유사
   1. wifi를 가지고 전화통신을 사용하는 것처럼 집이 산골(기지국 서비스를 받지 못하는 상황)이면 femto셀을 사서 core network를 사용하는 것
10. 5세대 - 연결성이 좋기 때문에 IoT에서 매우 중요

• Topologies
  • bus
    • 데이터 전송하는 것을 랜에 올리면 모든 정보를 공유함/ 
• Repeater (bus,bus 연결) - 다른 방, 다른 층과 연결하여 다른 버스에 연결/ 하나의 선이 연결된 것처럼 하게 역할
  • 받는 즉시 신호 증폭해서 뿌림 (segment 연결에 많이 사용) 포트 두 개
• HUB 포트가 많음
• star
  • HUB사용하여 연결/ 연결되어있는 모든 수신지에 데이터를 받거나 보낼 수 있음
• tree
  • Bus를 여러 개 연결
• MAC(충돌 해결)
   round robin 
• reservation
•  contention
  • 그냥 보내고 충돌을 감지하면 멈추키 (SCMA/ CD/ Ethernet) 유선 LAN의 대표적인 기술
• collision detection 
• binary
• Bridge(주소까지  봄, 충돌이 덜 발생하도록 만듦) 포트가 2개 
• Switch(Hub와 비슷하게 생김, 주소를 봄, 동시에 보냄) 포트가 여러개

• Power Mangement[표준 protocol]
  • power saving (sleeping 모드)
    • Static PSM(거의 사용되지 않음) 
  • Adaptive PSM
• [Rate Adaptation]
  • 가까이 있으면 신호가 세서 빠른 속도로 통신 
• 802.11b
  • 11 Mbps
• 802.11g
  • 54 Mbps
• 802.11n
  • 600 Mbps
• 802.11ac 
• 802.11ax
• 와이파이 표준 
  • access point(유선으로 연결) =. 기지국(번역사 역할, 여러 프로토콜을 알고 있음)
  • 802.11 protocol Layer
    • MAC
      • 충돌 해결방법 등 명시 
    • 충돌해결 정의 프로토콜은 많지만 Mandatory만 설명하심
      • CSMA/CA(Collision avoid)
        • 5개의 station이 데이터를 보내는 예시, BackOff 개념
• IFS(우선순위 정하기) - 기다리는 시간, 앞의 프레임과 뒤 프레임의 시간 차이를 주겠다는 뜻
   SIFS 우선순위가 높음(조금 기다리게 함) 
  DIFS
• PHY
  신호를 보내는 역할 
• 802.11 1 or 2Mb/s
• 좁은 지역 커버

• infrared Trainsmission
  • 벽통과 X secure
• Radio Transmission
   2.4, 5GHz => 전송 세기에 제한을 받음, 벽을 통과하는 주파수대, 가까운 지역에만 사용 가능

• infrastructure Network Mode
  • 유선으로 연결된 기지국과 함께 통신하는 구조 
• BSS(Basic Service Set)기본 단위 =유선으로 연결, 별도의 섬처럼 기지국과 단말이 통신 
• ESS BSS를 감싼 것 
• Synchronization
  • 동기화를 위해 clock정보 송출, Beacon signal 주기, SSID(BSS마다 있는 아이디), channel num 
• Channel Scanning(주변에 어떤 기지국이 있는지 찾는 행위)
  • Passive
    • 비콘신호가 올 때까지 기다림, 
• 채널 바꿔가면서 기다림(기다리는 시간은 표준에 명시) 
• 낭비가 심함
  • Active
  • 기지국 있다고 먼저 응답 
• 1,2,3 ~ n, 모든 AP 탐색
• Authentication 암호 인증 
• Association, 단말 정보를 DB에 넣고 서비스 제공
• Ad-hoc network mode
  • IBSS
    • 기지국 없음 
    • 재난 상황이나 전쟁 중 사용하는 구조(infrasturcture가 없을 때) 
    • 매우 복잡함                       

• Cellular System
  • 넓은 지역을 커버
  • 로밍, 핸드오프 : 사람이 움직여도, 기지국을 바꿔도 연결이 끊어지지 않게 서비스
• Wireless LAN System (와이파이)
  • 커버리지가 좁음
  • 핸드오프나 로밍 X
  • 속도, 이동성 제공 X
• Cell
  • 기지국과 그 안에 있는 단말들이 통신할 수 있는 영역
  • Cellular System → cell 구조로 이루어진 네트워크
  • 기지국들은 유선으로 연결되어 있음 → 외부로부터 도는 신호를 받아서 단말에 전송 → 단말이 전송하는 데이터는 기지국이 받아서 유선망으로 보내는 구조
  • 인접한 cell의 주파수를 다르게 함 → 경계 부분에서의 간섭 문제를 해결하기 위해
• Frequency re-use
  • 충분히 먼 cell (간섭 영역이 없거나 적음)에서 동일한 주파수를 재사용할 수 있음
  • 같은 주파수의 cell 거리가 멀면 멀수록 노이즈가 적음
  • 한 클러스터 안의 cell 사이즈가 작을수록 주파수가 커서 더 많은 사용자들이 통신을 할 수 있음
• Cell Structure → cell size
  • 소형 cell 구조의 장점 
    1. 대용량, 사용자 수 증가
    2. 필요한 전송 전력 감소
    3. 더욱 강력하고 분산된 환경
  • 소형 cell 구조의 단점 
    1. BS(base stations) 수 증가 → 비용 증가
    2. 핸드오프 횟수 증가
• Handoff
• 전화 통신 중에 셀 경계를 넘어가는 것
  • Soft Handoff
  • 이전 연결이 끊어지기 전에 새 연결이 새로 설정됨 (Make-before-break)
  • Hard Handoff
  • 새 연결이 설정되기 전에 이전 연결이 끊어짐 (Break-before-make)

• Cellular 회사에서 제공하는 시스템 적용범위가 넓음 기지국이 바뀌어도 로밍이 끊어지지 않음 안정적 통신
• Wifi 회사가 따로 없는 시스템 ****적용범위가 좁음 ex. 방, 사무실 기지국이 바뀌면 로밍이 끊어짐 무료이므로 주파수를 활용

• Cell 구조로 이루어진 시스템 : 기지국의 전송범위를 Cell로 봄 
  • Cell 크기에 따른 장단점 : Cell이 작으면 배터리 소모가 적음 하지만, 여러 기지국이 필요해 돈이 많이 듦
    Cell이 크면 배터리 소모 큼, 기지국이 고장나면 넓은 지역에서 사용 불가
  • Cluster 크기에 따른 장단점 : Cluster이 작으면 주파수가 커서 더 많은 사용자들이 이용가능 : Cluster이 크면 nosie가 작음
• 경계 부분의 간섭 문제 해결 필요 : 인접한 Cell의 주파수를 다르게 함
   (충분한 거리가 있을 때는 같은 주파수 사용 가능)

• cellular : 회사에서 제공하는 시스템 적용범위가 넓음 기지국이 바뀌어도 로밍이 끊어지지 않음 안정적 통신
• Wifi : 회사가 따로 없는 시스템, 적용범위가 좁음