용어의 정의

가. 이동전화 :

이동전화는 셀룰라 무선전화라고도 일컬어지는데 이는 한정된 주파수대역의 효율을 높이기 위해 다수의 기지국을 이용하여 서비스지역을 분할된 다수의 셀(Cell) 지역으로 나누고 주파수를 일정한 규칙과 할당방식에 따라 사용하여 이들 분할된 셀별로 설치된 기지국들은 관할 이동전화 교환국((Mobile Telephone Switching Orifice) : 이동 전화 교환국)을 중심으로 하여 제어관리되는 소규모 셀들의 모임으로서 형성된다는 의미로부터 셀룰라 시스템이라는 개념이 성립하게 되었다. 이동전화는 주파수 재사용 개념을 도입하여 재사용율을 높이기 위하여 셀을 보다 작은 규모의 셀들로 분할하는 경우이며 가입자 분포밀도와 통화량이 높은 지역 등에 적용시켜 서비스 지역을 다수의 기지국으로 셀분할하는 것이다. 이러한 셀의 소규모화에 의해 한정된 무선 스펙트럼의 추가없이 보다 많은 무선 채널 서비스가 가능하여 짐으로써 증가하는 수요에 대처할 수 있다.

(그림1)은 셀룰라 시스템 구성도의 일반적인 예를 나타낸 것이다.

셀룰라 무선시스템의 일반적인 기본동작 과정은 다음과 같다.

(1) 평상시 단말기 대기상태

① 전원이 입력되고 있는 상태
② 시스템에서 기 지정된 제어(신호) 채널들을 주기적으로 순차적 감시 (Scanning)
0 수신세력(SSI)이 가장 큰 채널 (최인접 기지국의 채널)에 수신동조 유지
③ 착신호 정보를 접수 확인하기 위한 수신복조(Decode) 활동
0 기지국 제어채널상의 디지털 변조신호내 정보를 지속적으로 분석
(2) 착신호 진행 (일반전화 à 이동전화)

① 일반전화에서의 정규다이얼링 (착신번호)

0 예 : 011 - 221 - 1166 (011 :이동전화 식별번호)

② 착신번호는 공중망을 경유하여 이동전화 교환국에 접수됨
0 일반전화 à 지역 전화국 à 공중망 à 이동전화 교환국
③ 이동전화 교환국에서 착신호 진행처리
0 가입자(이동전화)의 화일 확인
0 각 기지국으로 착신호 정보전송 (데이타 라인 경유)
④ 각 기지국은 제어채널(무선)을 통해 착신 번호정보 송출 (Broadcast)
⑤ 해당 착신 단말기(이동전화)는 착신 화인신호 송출
0 착신번호 역 송출 (이동전화 확인)
⑥ 통화채널 번호지적 및 경종지시
0 이동전화 교환국과 기지국간 정보교신
0 디지털 메시지에 의한 통화채널 번호지정 및 송출
0 경종지시
⑦ 지정된 통화채널에 자동동조 및 경종 (착신단발기)
⑧ 착신 가입자 응답

(3) 발신호 진행 (이동전화 발신 )

① 가입자 다이얼링 (착신번호)
0 다이얼링에 따라 단말기내 레지스터에 입력됨
② 정규절차에 의해 착신번호를 송출 (발신단말기)
0 자동동조된 최인접 기지국의 제어채널상에 착신번호를 송출
③ 통화채널번호 지정 (기지국)
0 이동전화 교환국와 기지국간 정보교신
0 디지털 메세지에 의한 통화채널번호지정 및 송출
④ 지정된 통화채널에 자동동조 (발신 단말기)
⑤ 이동전화 교환국에서 발신호 진행처리
0 가입자(Mobile) 화일 확인
0 호의 착신방향에 따른 처리
- 일반전화 착신 : 공중망으로 착신번호를 전송
- 이동전화 착신 : 착신호 진행절차 수행
⑥ 착신 가입자 응답

(4) Hand-off

통화중 상태에 있는 단말기 (이동전화)가 해당 기지국 서비스지역 (Cell Boundary)를 벗어나 인접기지국 서비스지역으로 이동할 때 단말기가 인접기지국의 새로운 통화채널에 자동 동조되어 지속적으로 통화상태가 유지되는 기능이다. 통화채널이 자동으로 바뀌는 동안의 통화 단절시간은 약 150ms 이하로서 이러한 짧은시간 동안 기지국과 단말기 간에는 디지털 메세지 교신을 수행하며 통화중인 가입자는 순간 통화두절 상태를 거의 감지하기 어렵다.

(5) 통화종료

단말기 사용상 규정된 통화종료 절차를 가입자가 시도함에 따라 단말기에서는 송·수신 장치가 대기상태로 전환되기 전에 통화종료표시 메세지(Release Message)로서 특정변조톤(10KHz 톤 따위)을 송출한다. 이러한 메세지를 받은 기지국과 이동전화 교환국은 통화중에 중계선 등 관련회로를 복구시킨다.

0 이동통신 : 자동차, 열차, 선박, 항공기 등 이동체와 고정된 지점간 또는 이동체 상호간을 연결하는 통신으로서 이에는 통산 LF, MF, HF, 또는 UHF CH의 전파가 사용되고 있다. 이러한 이동통신을 이용한 서비스로는 무선호출 및 자동차전화와 코드리스 전화방식 등을 더욱 확장한 휴대통신 등이 있다. 이동전화산업이란 이러한 이동전화 서비스산업과 이동통신을 위한 단말기기 제조업을 말한다.

최근 이동통신 산업의 중요성이 고조되는 이유로는 크게 두가지로 요약할 수 있다.

1) 미래 정보화 사회의 주역

- 언제, 어디서나, 누구와도 통신할 수 있는 이동통신서비스는 21 세기 고도정보화사회에서 이상적인 통신서비스 환경을 추구하는 데 필수적이며 가장 편리하고 친숙한 정보수단이 되고 있다. 인공위성을 이용한 휴대용 전화기를 통해 오늘날 선진국에서 사용하고 있는 지상의 모든 통신시설과 연결할 수 있어 결국 세계를 하나의 휴대용 전화통신으로 통할 수 있게 될 것으로 전망된다.

2) 고부가가치 창출효과

- 21세기 초기에는 종합정보통신망(ISDN)이 구축되어 본격적인 정보화시대가 도래함에 따라 이동통신서비스는 기존통신망(공중망, PSDH)과는 물론 종합정보 통신망(ISDN)과 연동되어 전화(음성)서비스 외에도 데이타, 화상서비스 등도 제공할 수 있게 됨에 따라 고도의 부가가치를 창출한 것으로 예상된다.

나. 주요 용어

0 이동전화기 (Mobile Cellular phone) :
이동전화기는 서비스영역내에서 이동하는 무선가입자 단말기로서 기지국과 우선 채널을 통하여 통신함. 이동 전화기는 공중 통신망의 전화단말기와는 달리 호 설정(Cell Set UP)을 위한 호 처리기능 및 채널선택 능력이 있음.

0 기지국(Base station)
기지국은 이동 전화기와 이동전화 교환국 (이동전화 교환국 Mobile Telephone Switching Office) 사이에 위치하여 무선링크와 유선링크에 적합하도록 신호 형태를 바꾸어주는 역할을 하며, 이동체의 수신 전계 강도를 측정하여 이동전화기의 위치를 파악하는데 필요한 정보를 이동전화 교환국에 제공함.

0 이동전화 교환국 (MTSO)
이동전화교환국은 공중통신망과 이동전화통신망의 인터페이스 역할을 담당하며 이동전화 감시기능을 하고 호처리를 비롯한 중요한 신호처리 기능을 수행함. 이동전화시스템은 그 고유의 특성 때문에 신호처리 기능이 이동전화기, 기지국, 이동전화 교환국으로 분산됨.

수요예측방법

조사 기관이 조사한 전국 169개 지역의 현 사용자 및 잠재고객 10,000명을 무작위추출, 설문조사 실시하여 향후 5년간의 이동전화사용 의향율을 조사하고, 조사된 사용의향율을 표본집단의 자가용 보유유무, 소득수준, 보유주택의 크기, 나이 등 인구통계적 특성에 의한 판별식을 통해 이동전화 서비스 시장의 잠재고객수요를 산출, 또한 단말기 가격 및 이동전화 가입비 하락에 의한 고객 수요 증가효과를 반영키 위해 가격변화에 따른 이동전화 사용의향율을 설문조사를 통해 고객수요의 가격탄력성을 아래와 같이 산출하였다.

가정 : 잠재수요크기 m도 시간에 따라 변화하여 증가하되 일정한 정점을 지나면 감소해서 해당제품의 효용이 더이상 시장내에서 의미없을때 잠재수요 m은 0이된다고 가정한다. 그러므로 m을 시간에 따른 2차 함수로 산정한다.

공식 : m = a + bT + cT² (a, b, c는 상수)

과정 : 현재의 시점을 T = 0 라 하면

1 년후 : T = 1 ∴ m = a + b + c
3 년후 : T = 3 ∴ m= a + 3b + 9c
5 년후 : T = 5 ∴ m = a + 5b + 25c

이때, 각각의 m은 현사용자에 대한 판별분석에서 도출된 판별 함수 D = A X 자가용 보유변수 + B X 소득변수 + C X 집크기변수 + D X 나이 변수 (A,B,C,D는 상수) 을 사용하여 해당년도에 따른 변수값의 변화를 적용시켜 이에 따른 Score로 잠재수요 여부를 판정한후. 산출하여 종속변수를 m으로 독립변수를 T와 T² 으로 설정한 후 회귀분석을 실시한다.

결과 : m = 0.16979 + 0.08564 X T + (-0.O0403) X T²

따라서 T ≒ 11일때 즉 2002년에 최대값 m = 6,384의 값을 갖는다.

정의 : 독립변수의 변화율에 대한 종속변수의 변화율의 비를 말한다. 여기서는 가격변화율에 대한 수요변화율의 비를 말한다. 예를들면 가격 탄력도 (L)가 1.5라고 하면 가격이 50% 변화할때 수요는 50 X 1.5 = 75% 변화한다.

적용 : 가격변화는

1년후 : 전화기 가격 250만원 + 가입비 72만원
3년후 : 전화기 가격 125만원 + 가입비 72만원
5년후 : 전화기 가격 50만원 + 가입비 0만원

이때 탄력도는

따라서
2년후 322만원에서 3년후 197만원으로의 변화율은 61.18%
3년후 197만원에서 5년후 50만원으로의 변화율은 60.00%일때 평균가격탄력도가 음의 부호이므로 가격이 내리면 수요는 오르고 이때 수요증가율은

61.18 × 1.15015 = 70.37%
60.00 × 1.15015 = 69.01%

따라서
3년후 P(T) 는 기존의 P(3) = 0.041 × 1.7037 = 0.070
5년후 P(T) 는 기존의 P(5) = 0.053 × 1.6901 = 0.090이다.
그러므로 새로운 P(T)는 1년후 0.032, 3년후 0.070, 5년후 0.090이다.

지역별 고객수요는 잠재수요력을 갖는 각 지역의 취업인구 (연평균가계소득 1,500만원 이상의 취업자)와 비취업인구의 이동전화 사용의향율에 의거 예측한다. 취업인구 및 비취업인구의 이동전화 사용의향율은 전국 169개 지역을 대상으로 표본조사한 결과에 의하여 그 비율은 다음과 같다.

위와같은 인구구성 특성간의 이동전화 사용의향율에 의거한 지역별 장래고객 수요는 다음과 같이 예측한다.

절차1 : 각 지역별 취업인구와 비취업인구간에 1.5 : 1의 가중치를 설정한다. (i 지역의 취업인구) × 1.5 + (i지역의 비취업인구) × 1

절차2 : 국내 총 잠재수요력(S) 을 산출한다.

S = ∑ < (i지역의 취업인구) ×1.5 + (i 지역의 비취업인구) × 1>

절차3 : 각 지역의 고객 수요력(Wi) 을 산출한다.

i 지역의 고객 수요력(Wi) = <(i 지역 취업인구) × 1.5 + (i 지역 비취업인구) ×1> ÷ S

절차4 : 상기 절차1∼절차3에서 얻은 결과를 이용하여 각 지역의 고객수요 (Di) 를 산출한다.

i 지역의 고객수요(Di) = (국내 이동전화 서비스의 전국고객수요) × Wi

사용목적별 고객수요는 가정에서 개인적 목적을 위해 사용하는 주택용 수요와 직장에서 업무적 사용을 위한 업무용 수요로 구분한다. 이와같은 주택용 수요와 업무용 수요를 예측하기 위해 잠재고객 조사를 통해 나타난 가구 및 직업별 이동전화 사용 의향율을 이용한다. 가구 및 직업별 사용의향율과 잠재 수요력을 갖는 가구 및 직업인구(연평균 가계소득 1,500만원 이상인 가구나 직업인구)의 성장추세 자료에 의거하여 가구 및 직업별 잠재수요를 다음과 같이 산출한다.

o 가구잠재수요 = (총가구수) ×(연평균 가계소득이 1,500만원 이상인 가구의 비율) × (가구의 이동전화 사용의향율)
o 직업별 잠재수요 = (각직업별인구) ×(연평균 가계소득이 1,500만원이상 인 각 직업인구의 비율) × (각 직업별 이동전화 사용 의향율)

주택용 잠재수요는 가구 잠재수요, 사업용 잠재수요는 직업별 잠재수요의 합으로 가정하여 산출된 주택용 잠재수요 및 직업별 잠재수요와 앞에서 기술한 로지스틱 수요예측 모형식을 이용하여 주택용 고객수요와 사업용 고객 수요를 예측한다.

현재 국내이동전화시장의 성장단계가 도입기에 있으며 예측기간이 장기라는 점을 유의하여 1997년 - 2003년까지의 수요예측은 시장성장 예측모형을 도입하였다. 국내 이동전화시장의 적합도검증(Goodness of Fit Test)을 실시한 결과 로지스틱 모형이 고객수요 성장추세를 가장 잘 반영하는 것으로 판단하였다. 로지스틱 모형을 위해 조사기관에 국내 이동전화서비스의 잠재 고객조사를 의뢰하였다. 연평균 가계소득이 1,500만원 이상인 잠재고객을 대상으로 전국에서 1,000 명을 무작위추출하여 향후 10년간의 가구별 ·직업별 이동전화 사용의향율을 조사하였다. 가구 및 직업별 이동전화 사용의향율 조사결과를 2003년까지의 장기고객 수요예측을 위한 기초자료로 활용하였다.

위의 가구 및 - 직업별 이동전화 사용의향율을 토대로 전술한 수요예측가정 즉, 2000년까지는 소득성장이 현재의 추세로 계속 성장하고, 2000년 이후 에는 성장추세가 다소 둔화된다는 전제하에 잠재고객수요 산출하였고 산출 된 잠재고객수요에서 국내이동전화 서비스의 실질보급율을 예측하여 2003년까지의 국내이동전화 서비스의 고객수요를 예측하였다.

로지스틱 모형식은

F = EXP(X) ÷ (1 + EXP(X)),
F = (실질고객수요) ÷ (잠재고객수요)
X = a + b · T (T = 1992년, 93년‥‥ 2003년) a, b = 추정계수

수요예측 방법론 에는 크게 두 종류가 있다.

① 가입수요 : 일정한 비용 즉 대가를 지불하여 이동전화에 가입 및 접속되어 원하는 서비스를 제공받고자 하는 수요

② 통화수요 : 이미 기입 및 접속된 이동전화를 통하여 실제통화를 유발시켜 정보교환을 하고자 하는 수요

주요 이동전화 수요이론에는, 효용함수 및 고객의 재화적 능력을 고려한 수요함수 도출방법이 있고, 제반사회 경제적 지수를 분석하여 가능한 수요함수 도출도 가능하며, 실제적인 시장조사를 통하여 고객의 틀성 및 변수들을 파악 구매행동과 연관하여 수요분석이 가능하다. 전기통신의 수요예측을 위한 제반이론 중에는 수요의 상호의존이론, 수명주기이론, 포화이론 등이 주로 사용된다. 그러나 수요에 미치는 변수들은 각각의 특성 및 전제가 다를 뿐만 아니라 변수의 가설과 환경이 특정수요예측모델에 정확히 부합될 수 없기 때문에 특정수요예측 모델 하나만을 의존하는 것은 위험하고 현실적이지 못하므로 복합적인 수요예측모델을 구사하는 것이 바람직하다고 본다. 수명주기 이론은 제품 및 서비스의 시간적 흐름과 발전단계를 구분하여 제품서비스의 성숙도에 따라 특정 수명주기에 바탕을 둔 예측방법이다. 제품 수명주기의 정학한 판단과 그에 따른 요건이 명확하게 정의되어야 적합한 예측방법을 결정할 수 있게 되나 일반적인 제품 수명주기별 수요예측방법은 개발기에는 델파이법, 도입기에는 시장조사에 의한 방법, 성장기에는 충분 한 과거자료를 기초로한 추세예측법, 그리고 안정발전 성숙기에는 시계열분석법 등이 효과적이다.

포화이론 (Saturation Theory)의 기본전제는 이동전화의 증가율이 어느 싯점에서 포화수준에 다다르는데 그 일정기간 이 경과한 후의 특정시저에서의 최대 포화점을 감안할 때 그 증가추세는 마치 S 모양의 수요곡선을 도출 할 수 있고 그 것을 수학적으로 표현해 보면

{y'(t) / y(t)} * a {M - y(t)}

a : 비례상수 y'(t) : t에 대한 y(t)를 일차미분

y (t) 를 일정한 시간 t의 이동전화 소유대수라고 하며, M을 이동전화 보유 포화상태, M - y (t) 는 t 시점에서 총수요량이 된다. y (t) 의 증가율이 M - y (t) 에 일정한 비율로 증가한다고 가정하면 위의 수식을 y (t) 에 대해서 풀어보면

y(t) = M / {1 + b exp (-aMt)}

b = {M - y(0)} / y(0)}

상기 기술한 고객수요예측방법에 의해 예측된 국내 이동전화서비스의 고객수요는 (표 2)와 같다.