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다중경로 페이딩에 대해 알아보자
우리 삶에 있어서 통신이라는 것은 매우 중요하다.당장 하루라도 휴대전화나 인터넷이 없다면, 세상에 큰 혼란이 발생하게 될 것이다.그러나, 휴대전화나 인터넷이 있다고 해도접속할 통신망이 존재하지 않는다면 무용지물이다.그렇다면 통신망에 어떻게 접속하는가?가장 간단한 방법으로 유선통신망이 있다.유선통신은 신뢰성이 높다.잡음도 적으며. 오류 또한 적다. 그리고 전송할 수 있는 데이터 또한 많다.그러나 가장 문제가 되는 것은, 불편하다는 점이다.우리 휴대전화가 유선이라고 생각 해 보자. 말도 안되는 일이다.그래서 요즘의 현대 통신기술은 무선통신이 필수적이다.유선통신은 편리성에서 무선통신에 비교조차 할 수 없다.그렇다면 무선통신의 단점은 무엇일까?바로 잡음이다.유선통신은 구리선이나 광케이블을 따라서 적은 간섭을 받고상대적으로 매우 정확하고 대규모 데이터를 주고받을 수 있다.하지만 무선통신은 그것이 불가능하다.안테나의 열잡음공기중의 감쇄미세먼지공전잡음기상현상등등 수도 없이 많은 요소들에 의해서 간섭을 받으며이러한 간섭에서도 신뢰성 있게 작동해야 하기 때문에무선통신은 매우 어려운 기술이라고 할 수 있다.이 글에선 무선통신에서 가장 큰 문제거리인 다중경로 페이딩에 대하여아주아주 간단하게 알아보도록 하겠다.전파는 기본적으로 빛과 같다빛은 파동의 성질을 가지고 있으며, 파동은 주기와 주파수, 진폭을 가진다여기서 모든 문제가 시작된다.가장 간단한 사인함수를 생각해보자두 파가 합성이 될 때, 위상이 동일하다면 둘은 서로 보강을 일으켜서 진폭이 커지게 되지만위상이 180도 다르다면, 둘은 완벽하게 반대의 모양을 가지고 서로가 상쇄되어버린다"그게 통신과 무슨 상관인가요?"매우 큰 상관이 있다.전파가 공기중에 전파되는 모습을 보자전파는 기본적으로 빛이며, 빛은 온 사방으로 다 뻗어나가기 때문에지향성을 가진 특수한 안테나가 아니라면빛은 구의 형태를 이루며 뻗어나간다. 그리고 이 뻗어나간 빛들이 각기 다른 경로를 통해 전파된다.그렇다면 그림과 다르게 장애물을 만나서 반사가 된다면 어떻게 될까?그림과 같이 복잡한 형태로 여러 경로를 통해서 수신기에 도달하게 된다.만일 직진을 통해서 온 파와반사되어서 온 파가절묘하게 180도 위상이 바뀌어 있다면?만일 빛의 파장이 30cm라면,15cm만 경로차이가 발생하여도 둘의 위상은 정확하게 반대가 된다.그러면? 서로 상쇄가 일어나게 된다문제의 시작인 것이다.하물며 몇 개의 경로로 한정하고 저런 단순한 구조에서도 매우 복잡한데 도시와 같이 복잡한 구조에서는?도저히 통제할 수 없는 수준의 복잡도가 되어버린다이렇게 신호가 여러 경로를 통해서 수신, 이들이 서로 간섭을 일으켜서신호가 일그러지는 것을 다중경로 페이딩이라 한다공기중의 감쇄나 미세먼지처럼 기상조건의 문제는적절한 파라미터를 통해 이를 보상할 수 있지만다중경로 페이딩은 이러한 방법이 불가능하다결과적으로 다중경로 페이딩 때문에 우리가 수신하는 신호는 정갈한 예쁜 신호가 아니라싱붕이 면상같은 신호를 받게 되는데,그렇다면 우리는 이를 어떻게 극복해야 하는가?통계적인 방법을 활용해야 한다다중경로 페이딩에 의한 수신신호를 나타내면 다음과 같은데,눈이 아프더라도 괜찮다. 차근차근 설명을 해 주겠다a(t)는 진폭이다. 이는 시간에 따라서 변화하는 값이다u(t)는 원래 신호다. τ라는 값에 의해서 지연되서 들어오는 것이다. 타우는 지연된 시간이다.e^j는 위상이 바뀌는 것이다. 자세하게 알 필요는 없다핵심은, 진폭, 지연시간, 위상 모든 것이 시간에 대한 함수이고 서로 독립이다왜냐?각 변수들은 상호간에 어떠한 인과관계가 존재하지 않는다.그렇기 때문에 독립적이라고 할 수 있다또한, 각 변수가 변화하는 양상은 랜덤하다고 할 수 있다.그렇다면 우리가 쓸 수 있는 방법이 있다랜덤한 시행을 더하다 보면 그 분포는 가우시안 분포를 따르게 된다는 것.바로 중심극한정리이다.물론 도심지나 산악지대 같은 경우는 가우시안 분포를 따르진 않고 레일라이, 라이시안 분포를 따르지만우선 이해를 돕기위해 가우시안 분포를 예시로 들었다.쉽게 말해서 서로 독립이고 랜덤한 시행을 서로 더하면그 분포를 근사적으로 알 수 있다는 것이다.그렇다면 우리는 여러가지 상황에 대해서이미 알려진 다양한 분포를 활용하고, 고급적인 통계분석을 사용하면 이 다중경로 페이딩에 대해서 '근사적' 으로 보상을 해 주거나 예측 할 수 있게 된다.그러나 어디까지나 근사적인 방법이고다중경로 페이딩을 완전히 제거하는 것은 불가능하다.그러나 오늘도 통신공학자들은 조금이라도 더 정확하게이 페이딩을 제거하고 보상할 수 있는 방법을 개발중이다현재 6G의 표준이 IEEE에서 논의,개발중이다5G에서는 AI에 대한 논의가 전무하였으나,6G에서는 절반이 넘는 기술이 AI를 활용한 기술이 될 전망이다AI를 활용하는 가장 큰 이유는 바로 이러한 불확실성 때문이다AI가 많은 양의 데이터를 수집하여 실시간으로 위치에 따른 페이딩 정보를 취합하여가장 적절한 보상을 하고, 동적으로 전파자원을 할당하는 그런 기술이현재 6G의 표준기술로 논의, 개발중에 있다.
작성자 : lduna고정닉
일본종주 5일차
선 로그 오늘은 주말에 비오기전에 최대한 거리를 땡겨놓기 위해서 아침 일찍 출발했음 안개가 살짝 껴있더라 가다 본 전깃줄 뭔가 달려있는게 징그러웠음 그리고 보이기 시작하는 아카시대교 크다크다 말만 들었지 실제로 보니까 오질라게 크더라 철골구조가 인상깊었음 아카시를 뒤로하고 고베 진입 2층 고가도로가 인상적이었다 후유키대교로 유명한 고베대교도 보고싶었는데 여긴 볼려면 다릴 건너가야되더라 그래서 그냥 패스 그리고 고베를 빠져나온다 경로를 국도로 설정했더니 연동신호가 잘되서 꽤 빠르게 빠져나왔다 다만 빅딸배 때문에 좀 아찔했음 일본은 도로가 좁아서 그런가 더 위협적인 느낌임... 그리고 오사카 진입 여기서부터는 자전거도로도 잘 되있고 바람도 순풍이라 광속으로 달렸다 여기는 예전에 파이크로 와봤던데라 같은 다리를 배경으로 사진 한번 찍었다(완전히 같은덴 아님) 광속으로 달리고 있으니까 왠지 예정에 없던 데를 들리고 싶어졌음 그래서 타카츠키에 있는 야요이켄에서 식사 했음 (저기가 어딘지 왜유명한지 알면 씹덕임 ㅇㅇ) 그리고 안만 유적공원에 들러서 씹덕질좀 했음 여길 두번다 자전거로 온게 레전드 하지만 예정에 없던 곳을 들르느라 거리를 까먹었기 때문에 부랴부랴 이동했다 중간에 있는 광광안내소에서 보급하고 다시 감 확실히 요도강 라인은 자전거도로가 진짜 잘되있더라 예전에 왔을때보다 뭔가 포장도 더 좋아진 느낌이었음 하지만 예정에 없던 곳도 들렀었고 4일내내 자전거만 타서 그런가 체력이 없어 기어갔음 그와중에 저 에너지젤 진짜 좋더라 추천해준 갤럼 진짜 감사함 그렇게 달리고 달려 오쓰시 도착 여긴 전차도 아니고 일반 전철이 도로위에서 달리는 특이한 곳이다 여기까지만 갈까 생각도 했었지만 오늘 목표가 최대한 많이 가기였기에 꾸역꾸역 이동했음 중간에 하늘이 흐려지고 비 몇방울 떨어지길래 좀 쫄았는데 다행이 큰 비는 안왔다 비와호 영접 성공 여기가 일본 최대 호수라고 한다 확실히 (날씨 흐린탓도 있지만) 수평선도 보이고 뒤지게 크더라 비와호 보고나서 멈출까도 고민했지만 짜피 숙소가 근처에 없어서 더 움직여야 했음 설상가상으로 역풍도 불기 시작해서 도저히 거리가 줄질 않더라 원랜 숙소 도착해서 맥주 뜯고 치킨이라도 마시고 싶었으나 너무 배고파서 못가고있다는 결론을 내리고 밥을 먹으며 숙소 위치를 찾아보기로 했다 내가 먹은건 나가사키 짬뽕같은 맑은 짬뽕인데 맛은 있었는데 한국인 입맛엔 너무 슴슴했음 차라리 볶음밥이 진짜 제대로더라 여튼 처음에 목표한 200키로는 이미 다 채운 상태지만 짜피 제일 가까운 숙소까지는 조금 더 가야되서 마지막으로 씹덕질 한번 더 하기로 마음먹었다 그렇게 토요사토 초등학교 도착 토요사토 초등학교는 2009년 방영된 애니메이션 케이온의 배경이된... 낮에 왔으면 좋았을텐데 이걸 밤에 오는 미친놈이 있다 심지어 오늘 휴관일이라 낮에 와도 못봄 존나 ㅂㅅ 그래도 도착했을때 기분은 좋았음 그리고 약 10여키로 더 이동 후 거리 219키로 달성 후 오늘도 넷카페에 체크인했다 (사진은 귀찮아서 없음) 일본은 신호도 많고 자도도 적어서 200키로 채우기 쉽지 않더라 진짜 오늘 라이딩 내내 한국의 자도 환경에 대해 감사했음 일본이 자전거 타기 편한건 맞긴 한데 그건 생활차 한정이고 레포츠용 자전거 타기는 한국이 더 낫다고 생각함 이글 본 니들 모두 국토종주길에다 절해라
작성자 : 애프터버너고정닉
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