[휴대폰 단말기] 휴대폰, 어떻게 걸리나

휴대폰이 「걸면 걸리는」 이유는 뭘까. 어떤 오묘한 메커니즘에 의해 목소리를 보내고 받는 걸까.

공기가 없으면 목소리를 들을 수 없다는 건 누구나 알고 있다. 전문가들에 따르면 진공상태에서 사람의 목소리를 보내기 위해서는 길이가 수백㎞미터나 되는 안테나를 입에 물고 다녀야 한다고 말한다. 물론 귀에도 그만한 길이의 안테나를 달고 다녀야 한다. 상상해 보면 아주 우스꽝스런 일일 뿐 아니라 가능하지도 않다.

전문가들은 안테나의 길이가 진동수(주파수)에 반비례한다고 설명한다. 휴대폰의 안테나가 10센티미터 정도인데 목소리를 아주 잘 전달하는 것도 높은 진동수의 전파를 사용하기 때문이다.

보통 사람의 목소리는 1초에 평균 900번 진동한다. 즉 900헤르츠다. 셀룰러폰은 1초에 9억번(900㎒), PCS폰은 1초에 19억번(1.9㎓) 진동하는 전파를 사용한다. PCS폰의 안테나 길이가 셀룰러폰보다 짧은 것도 진동수가 높아서다.

휴대폰단말기는 바로 사람의 목소리를 높은 진동수의 전파에 살짝 실어주는 역할을 하는 장비다.

목소리는 전파에 실리기 좋게 여러 번 가공돼야 한다. 단말기 내부에는 「모바일 스테이션 모뎀(MSM)」칩과 「베이스 밴드 아날로그(BBA)」프로세서라는 핵심칩이 있어 목소리를 가공한다.

송화부에서 전기신호로 바뀐 목소리는 MSM으로 보내진다. MSM은 이 전기신호에서 잡음을 없애고 중요한 음성신호만 강조한 뒤 압축한다. 압축된 신호는 맺고 끊는 것이 강한 디지털신호다. 이 때 단말기 고유번호 등 정보가 함께 보태진다. 추가된 정보는 단말기가 이동전화회사로부터 인증받은 제품인지를 확인하는데 사용된다.

MSM에서 나온 신호는 BBA에 들어가 스프레드 스펙트럼이라는 변조방식을 통해 넓게 펼쳐진다. 펼칠 때는 같은 신호를 여러 번 반복해 준다. 이렇게 해야 일부가 소멸되더라도 나머지 부분으로 통화할 수 있게 된다. 또 각각의 신호에 특별한 부호를 더해 줌으로써 수신측에서 자기에게 오는 통화를 구별해낼 수 있도록 하고 있다. 이를 부호분할 다중접속(CDMA)방식이라 한다.

BBA에서 가공된 신호는 아날로그 형태를 띠게 된다. 이 신호는 두 단계에 거쳐 전파에 실리게 된다. 먼저 90㎒ 전파발생장치를 통과한 뒤 900㎒ 나 1.9㎓ 전파에 실려 안테나를 통해 공중으로 날아간다.

공중으로 떠다니던 전파는 가장 가까운 기지국 안테나가 포착한다. 기지국에서 잡힌 신호는 이동전화회사의 교환기에 들어간 뒤 수신자에 따라 한국통신의 시내전화망이나 이동통신망을 거쳐 집·사무실의 전화나 휴대폰으로 연결된다.

이중 휴대폰으로 연결될 때는 송신과정을 거꾸로 밟게 된다. 단말기 안테나 바로 아래에는 송수신에 따라 길을 열고 닫아주는 듀플렉서(Duplexer)라는 장치가 있다. 단말기 켜거나 전화번호를 누르는 등의 모든 조작은 MSM에 내장된 마이크로프로세서가 통제하고 있다.【문병도 기자】

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