📱 휴대전화? Cellular phone? 🤔

왜 휴대전화를 셀룰러폰이라고 부를까?

"휴대전화의 셀룰러 연결", "휴대전화의 핵심은 이동성 + α"

📡 휴대전화의 셀룰러 연결

휴대전화용 스펙트럼과 전파의 범위는 모두 제한적.
👉 지리적 영역을 가상의 육각형에 가까운 '셀'로 분할. 각 셀에는 기지국base station이 있고, 기지국은 전화 시스템의 나머지 부분에 연결된다.
휴대전화는 가장 가까운 기지국과 통신하고, 한 셀에서 다른 셀로 이동할 때 진행 중인 통화는 이전 기지국에서 새 기지국으로 넘어간다. 이는 셀과 셀 사이를 이동할 때 통화 연결을 유지하도록 처리하는 기능인데, 이를 핸드오버(handover)라고 한다.

수신된 신호의 세기는 거리의 제곱에 비례하여 감소하므로, 일정 거리 이상 떨어진 두 셀에서는 서로 간의 간섭이 적어서 동일한 주파수 대역을 사용할 수 있다. 따라서 이러한 거리를 기준으로 나뉜 셀 구조에서 인접하지 않은 셀 간에는 스펙트럼에 포함된 주파수 대역을 큰 간섭 없이 재사용한다.

예)
위의 그림 다이어그램에서 기지국 A 셀1은 주변 기지국 B~F와 주파수를 공유할 수 없지만 떨어져 있는 기지국 A~G와는 간섭을 피할 수 있을 정도로 멀리 떨어져 있기 때문에 공유할 수 있다.

reference) 이 다이어그램은 현실과 다소 차이가 있다.
👉 안테나 패턴 같은 요인에 따라 세부 사항이 달라지므로 셀의 크기는 교통, 지형, 장애물 등에 따라 지름이 수백 미터에서 수십 킬로미터까지 다양하다.

휴대전화 시스템 📡

휴대전화 시스템은 전 세계 다양한 지역에서 서로 다른 주파수 대역을 사용하지만, 일반적으로 900MHz와 1,900MHz 근처 대역이 이용된다. 5G 같은 새로운 휴대전화 표준은 훨씬 높은 주파수를 사용한다. 각 주파수 대역은 여러 채널로 나뉘고, 통화에는 각 방향(휴대전화에서 기지국으로, 기지국에서 휴대전화로)마다 채널이 한 개씩 사용된다. 셀 안에 있는 모든 휴대전화가 신호 전송용 채널을 공유하고, 일부 시스템에서는 이 채널을 문자 메시지와 데이터 송수신 용도로도 사용한다.

각 휴대전화에는 마치 이더넷 주소와 비슷한 IMEI(International Mobile Equipment Identity, 국제 모바일 기기 식별코드)라는 15자리 고유 식별 번호가 있다. 휴대 전화가 켜지면 식별 번호를 브로드캐스트하고, 가장 가까운 기지국이 그 정보를 받아 사용자가 가입한 이동 통신 시스템인 홈 시스템home system*을 통해 전화 유효성을 검사한다. 휴대전화 위치가 여기저기 이동하면 기지국이 그 위치를 홈 시스템에 보고함으로써 전화의 위치 정보를 최신 상태로 유지한다. 누군가가 전화를 걸면 홈 시스템은 현재 어느 기지국이 그 전화와 접촉하고 있는지 알 수 있다.

• 휴대전화는 가장 강한 신호를 내는 기지국과 통신한다📡.
• 휴대전화는 배터리를 더 오래 유지하고 다른 휴대전화에 대한 간섭을 줄이기 위해
  기지국에 가까이 있을 때 더 적은 전력을 사용하도록 지속적으로 파워 레벨을 조정한다📡.
• 휴대전화는 데이터 압축을 통해 신호를 최대한 적은 수의 비트로 줄인 다음,
  오류 수정 정보를 추가한다📡

* 홈 시스템home system : 사용자가 가입한 통신사의 이동 통신 시스템으로, 가입자 정보를 관리하고 전화망 간의 통신을 담당한다.

📱 휴대전화의 핵심은 이동성 + α

사회적으로 보면 휴대전화는 삶의 많은 측면에 혁신을 일으켰다.
높은 휴대성을 유지하면서도 성능이 꾸준히 향상되어 노트북과 기능이 일부 통합되고 있으며 통화보다 온갖 다른 기능에 더 많이 사용된다. 웹 브라우징, 메일, 쇼핑, 엔터테인먼트, SNS 기능을 손쉽게 사용할 수 있어 주된 인터넷 접근 수단이 됐다. 또한 휴대전화는 다른 장치의 기능을 흡수했는데, 여기에는 시계, 주소록, 카메라, GPS 내비게이션, 건강 추적기, 음성 녹음기, 음악 및 영화 플레이어 등이 포함된다.

"휴대전화의 셀룰러 연결"을 통해 컴퓨터가 인터넷에 연결할 수 있게 해주는 핫스팟hotspot 용도로 휴대전화를 사용할 수도 있다. 이 기능은 '테더링tethering'이라고도 한다. 핫스팟을 이용할 때도 대역폭을 많이 사용할 수 있으므로 이동통신사는 대역폭 제한과 추가 요금을 적용하기도 한다.

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참고 문헌

📖 1일 1로그 100일 완성 IT 지식
💻 https://mintnlatte.tistory.com/5