근거리 문제
Near–far problem |
근거리 문제 또는 청취성 문제는 인접 채널 간섭, 공동 채널 간섭, 왜곡, 캡처 효과, 동적 범위 제한 등으로 인해 수신기가 추가 소스로부터 약한 신호를 듣기 어렵게 만드는 근거리 신호 소스로부터의 강한 신호의 효과다. 이러한 상황은 무선 통신 시스템, 특히 CDMA에서 흔히 볼 수 있다. 어떤 신호 방해 기술에서는 근거리의 문제를 이용하여 통신("잼")을 교란시킨다.
유사점
수신기와 송신기 두 개를 고려한다. 하나는 수신기에 가깝고 다른 하나는 멀리 떨어져 있다. 만약 두 송신기가 동시에 그리고 동일한 전력으로 송신된다면, 역제곱 법칙 때문에 수신기는 더 가까운 송신기로부터 더 많은 전력을 수신할 것이다. 한 송신기의 신호는 다른 송신기의 노이즈이기 때문에, 추가 송신기의 신호 대 잡음 비(SNR)는 훨씬 낮다. 이것은 더 먼 송신기를 더 이해하기 어렵게 만든다, 비록 불가능하지는 않지만. 요컨대, 가까운 문제는 강한 신호들 사이에서 약한 신호를 감지하거나 걸러내는 것이다.[1]
이 문제를 좀더 일반적인 용어로 표현하자면, 여러분이 6미터 떨어진 곳에서 누군가와 대화하고 있다고 상상해 보라. 만약 두 사람이 조용하고 텅 빈 방에 있다면, 대화는 정상적인 음성 수준에서 꽤 쉽게 이루어 질 수 있다. 시끄럽고 붐비는 바에서는 같은 목소리 수준을 듣는 것이 불가능할 것이고, (그 거리에 대한) 유일한 해결책은 당신과 당신의 친구 둘 다 더 크게 말하는 것이다. 물론, 이것은 바의 전반적인 소음 수준을 증가시키고, 다른 모든 고객들도 더 큰 소리로 말해야 한다(이는 파워 컨트롤 폭주에 해당한다). 결국 모든 사람이 바로 옆에 서 있는 사람에게 자기 소리를 들으라고 외쳐야 하고, 0.5m 이상 떨어진 누구와도 의사소통이 불가능하다. 그러나 일반적으로 인간은 큰 소리를 걸러내는 능력이 매우 뛰어나다. 신호를 구별하기 위한 적절한 기준이 확립될 수 있는 신호 처리에도 유사한 기법을 배치할 수 있다(신호 처리 및 특히 적응형 신호 처리 참조).
이러한 유사성을 무선 통신으로 되돌리면, 원거리 송신기는 단순히 불가능할 수도 있는 전송 능력을 급격하게 증가시켜야 할 것이다.
해결 방법
CDMA 시스템과 이와 유사한 휴대 전화와 같은 네트워크에서는 일반적으로 송신기의 동적 출력 전력 조절에 의해 문제가 해결된다. 즉, 가까운 송신기는 더 적은 전력을 사용하므로 수신기의 모든 송신기의 SNR은 거의 동일하다. 이는 기지국으로부터의 거리에 따라 극적으로 달라질 수 있는 배터리 수명에 현저한 영향을 미칠 수 있다. 그러나 고소음 상황에서 더 가까운 송신기는 출력 전력을 증가시킬 수 있으며, 이로 인해 원거리 송신기가 출력을 증가시켜 양호한 SNR을 유지할 수 있다. 다른 송신기는 출력을 증가시킴으로써 상승하는 노이즈 플로어에 반응한다. 이 과정은 계속되며, 결국 원거리 송신기는 사용 가능한 SNR을 유지하는 능력을 상실하고 네트워크에서 떨어진다. 이 과정을 전력제어 폭주라고 한다. 이 원리는 셀이 과부하되지 않을 때 신호가 낮은 영역을 완벽하게 사용할 수 있는 이유를 설명하기 위해 사용할 수 있지만, 부하가 높을 때 서비스 품질이 현저히 저하되며, 때로는 사용할 수 없을 정도로 저하된다.
근거리 문제에 대한 기타 가능한 해결책:
- 수신기 동적 범위 증가 - 고해상도 ADC 사용 포화 상태에 있는 수신기 단계의 동적 범위를 늘리십시오.
- 동적 출력 전력 제어 – 주변의 송신기는 출력 전력을 감소시켜 모든 신호가 유사한 신호 강도의 수신기에 도달하도록 한다.
- TDMA – 송신기는 동시에 전송되는 것을 피하기 위해 몇 가지 방법을 사용한다.
참고 항목
참조
- ^ Goiser, Alois M. J. (1998). Handbuch der Spread-Spectrum Technik (1 ed.). Vienna: Springer-Verlag. pp. 120–121. doi:10.1007/978-3-7091-6818-9. ISBN 978-3-7091-7413-5.
