휴대폰은 어떤식으로 통신이 되는 것일까?

《 휴대폰은 어떤식으로 통신이 되는 것일까? 》

우리 일생활에서 없어서는 안되는 물건인 휴대폰.. 어떻게 상대방과 통화를 할수 있는것일까?

복잡한 기술적인 내용은 최대한 배제하고 초등학교 수준으로 설명을 해보자.

통화를 할때 휴대폰에 말을 한다. 좀더 유식한 표현으로는 음성 신호를 입력한다고 할수 있겠다.

이러한 음성신호는 저주파 아날로그 형태이다. 다시 말해 음성신호는 그 신호자체가 약하고 복잡하다라는 의미이며 이러한 저주파 아날로그 신호를 송신하게 되면 공기중에 떠돌아다니는 다른 신호와 간섭이 일어나어 다른 휴대폰을 가진 사람에게 신호 전달을 할수 없을 뿐더러 혹시라도 신호전달이 되었다하여도 간섭이 심한 상태로 전달되기 때문에 노이즈가 매우 심하여 통화를 할수가 없다.

따라서 휴대폰 내부에서는 아날로그 음성신호를 디지탈 방식으로 변환하는 작업을 하게 되는데 이때 핵심적인 역할을 하는 부품이 바로 Baseband Chip이다.

Baseband는 기저대역..다시 말해서 낮은 주파수인 아날로그 음성신호를 디지털 신호로 만들어 주는 작업을 해주는데 우리가 알고 있는 퀄컴이 이런 칩을 만드는 대표적인 업체이다.

최근에는 휴대폰 기능이 고도화되면서 음성처리만 담당하던 베이스밴드에 각종 멀티미디어, 전력제어등등의 기능도 삽입이 되는 추세로 변화고 있긴 하지만 주요 역할은 음성신호를 디지털 처리 하는 작업을 한다.

사람의 음성이 베이스밴드를 거쳐 0과1의 신호로 디지털화가 되었으면 이를 외부로 전달할수 있는 고주파 신호가 필요한데 이를 반송파(Carrier)라고 한다.

휴대폰에서 디지털화된 음성 신호를 고주파 신호에 실어 올리게 되는데, 쉽게 이야기 하면 디지털화된 음성을 택배상자이고 반송파는 택배상자를 가지고 가는 라이더라고 이해하면 쉬울것이다.

따라서 라이더가 택배상자를 가지고 상대의 휴대전화로 전달이 되면 송신할때와 반대의 과정을 거치게 된다.

즉 고주파 반송파와 디지털화된 음성신호를 분리하는 작업을 하게 되고, 이런 디지털화된 음성신호를 베이스밴드에서 사람의 귀로 들을수 있는 아날로그 음성신호로 변환이 되어 우리가 휴대전화 통화를 할수 있게 된다.

여기서 추가로 알아야 할것이...

반송파에 실린 디지털화된 음성신호가 다른 사람의 휴대전화에 직접 전달이 되는게 아니라, 주변의 기지국에 먼저 전달이 되고 기지국에 도착이 된 신호는 교환기에 도착이 된다. 그리고 교환기는 전화 상대방의 위치와 인접한 기지국을 찾아 해당 기지국에 신호를 전달하다. 이런 일련의 과정은 무선이 아닌 유선(광케이블)으로 신호가 전달이 되게 된다.

그리고 상대방의 기지국에 신호가 전달되면 다시 무선으로 상대방의 휴대전화로 신호가 전달이 되게 된다.

그렇다면 상대방이 어떤 기지국에 있는지 교환기는 어떻게 알까? 그것은 휴대폰에서 대략 5초에 한번 0.1초간 "나 여기 있소~"하면서 주변의 가장 가까운 기지국에 위치 정보를 알려준다. 만약 휴대전화기를 들고 다른 곳으로 이동하면 이 역시 마찬가지로 주변의 기지국에 생존신고를 하여 등록을 하기 때문에 교환기는 해당 휴대전화가 있는 기지국의 위치를 파악할수가 있는것이다.

지금까지의 내용을 아이비가 김사랑에게 전화를 걸고 통화를 하는 과정을 대략의 도식으로 정리를 해보자.

01. 음성신호 전달 : 사랑아~ 사랑해

02. 베이스 밴드에서 "사랑아 사랑해"라는 음성신호를 디지털 신호로 변환 1010101010

03. 변환된 디지털 신호인 1010101010를 고주파 신호인 반송파에 태움

04. 디지털 음성신호 + 고주파 반송파가 주변 기지국에 무선으로 전달

05. 교환기가 김사랑 휴대폰이 어디에 있는지 김사랑 휴대폰이 등록된 기지국을 찾고 연결함

06. 유선 광케이블을 통하여 김사랑이 있는 기지국에 신호가 전달

07. 김사랑이가 위치한 기지국에서 사랑이 휴대폰에 디지털 신호+고주파 반송파 전달

08. 사랑이 휴대폰에서 디지털 신호와 고주파 반송파가 분리

09. 사랑이 휴대폰의 베이스 밴드 칩에서 1010101010이 "사랑아~사랑해"로 변환

10. 사랑이 좋아서 어쩔줄 몰라한다. 나도 오빠 사랑해~라고 한다.

참 쉽쥬??

(사진은 아이비에게 전화를 받고 있는 사랑이의 모습)

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