💡 핵심 인사이트
무선 통신에서 수신기가 받는 전파의 신호 세기가 시간에 따라 지지직거리며 커졌다 작아지기를 반복하는(출렁이는) 현상을 **페이딩(Fading)**이라고 합니다.
페이딩은 장애물에 가려져 발생하는 대규모(Large-scale) 페이딩과, 여러 갈래로 쪼개진 전파들이 서로 부딪혀 발생하는 소규모(Small-scale) 페이딩으로 나뉩니다.
Ⅰ. 페이딩(Fading)의 개념
스마트폰을 들고 멈춰 서서 유튜브를 보더라도, 수신되는 안테나 칸 수는 4칸이었다가 2칸이었다가 시시각각 변합니다. 유선(랜선)과 달리 무선 환경은 공기 중의 수분, 굴러가는 자동차, 바람에 흔들리는 나뭇잎 등 모든 것이 전파를 방해하기 때문입니다. 이렇게 수신 신호의 진폭이나 위상이 불규칙하게 요동치는 현상이 페이딩입니다.
Ⅱ. 대규모 페이딩 (Large-Scale Fading)
거대한 거리의 변화나 큼지막한 장애물 때문에 '천천히, 굵직하게' 신호가 약해지는 현상입니다.
- 경로 손실 (Path Loss): 앞서 배운 FSPL입니다. 기지국에서 멀어질수록 신호가 자연스럽게 약해지는 가장 근본적인 손실입니다.
- 음영 페이딩 (Shadowing / Shadow Fading):
- 전파가 날아오다가 거대한 산이나 고층 빌딩 같은 덩치 큰 장애물에 완전히 가려져서 마치 그림자(Shadow) 속에 들어간 것처럼 신호가 급감하는 현상입니다.
- 차를 타고 터널에 들어가거나, 산 뒤쪽으로 넘어갈 때 통화가 뚝 끊기는 것이 음영 페이딩 때문입니다.
Ⅲ. 소규모 페이딩 (Small-Scale Fading)
거리는 그대로인데, 단말기가 단 몇 센티미터(cm)만 이동하거나 심지어 가만히 있어도 '1초에도 수백 번씩 아주 미세하고 빠르게' 신호가 출렁이는 현상입니다. (현대 통신에서 가장 골치 아픈 놈입니다.)
- 다중 경로 페이딩 (Multipath Fading):
- 기지국이 쏜 전파 1개가 주변의 유리창, 간판, 바닥에 부딪혀 수십 개의 쪼가리(다중 경로)로 나뉩니다.
- 이 쪼가리들은 서로 다른 길을 돌아왔기 때문에 내 스마트폰에 **'도착하는 시간(위상)'**이 미세하게 다릅니다. 이 파동들이 폰 안에서 합쳐질 때 재수 없게 위상이 반대면 서로 에너지를 깎아먹어(상쇄 간섭) 신호가 0이 되어버립니다. (딥 페이드, Deep Fade).
- 도플러 페이딩 (Doppler Fading):
- 내가 KTX 기차를 타고 시속 300km로 이동하면서 통신을 하면, 기지국과 나 사이의 거리가 급변하면서 전파의 주파수 자체가 찌그러지는(변하는) 현상입니다.
📢 섹션 요약 비유: 대규모 페이딩이 해가 지거나 거대한 먹구름(빌딩)이 껴서 동네 전체가 서서히 어두워지는 현상이라면, 소규모 페이딩은 맑은 날에도 수영장 물결이 찰랑이면서 물속에 비친 내 얼굴(신호)이 1초에도 수십 번씩 무섭게 일그러지고 깨져 보이는 현상입니다.