PHS(간이형 휴대전화)는 일반전화망이나 디지털공중망에 소형의 기지국(BS) 을 연결、 기지국과 PHS단말 사이에서 무선으로 전파를 주고받아 통화하는 체계를 기본으로 하고 있다.
PHS의 개발에서 최대의 기술적 과제는 새로운 주파수대역을 개척해 그것을어떻게 유용하느냐에 있다.
휴대전화의 보급확산으로 휴대전화에서 사용되는 주파수는 점차 부족해지고있기 때문에 현재 디지털화가 추진되고 있다. 만약 휴대전화의 기본설비를 구축하려면 막대한 비용이 든다.
그래서 이것과는 별도로 새로운 주파수대를 개척하고 그 주파수를 효율적으로 사용해 가장 싸고 사용편리한 개인전용의 이동통신을 개발、 보급시키자 는 요구가 대두됐으며 그 결과로 PHS가 나타난것이다. 저주파수대역은 이미라디오나 TV 에서 이용되고 있기 때문에 PHS용으로 새롭게 할당된 주파수는 1.9GHz대의 높은 주파수대역이다.
전파는 주파수가 높아지는 것에 비례해 날아가는 거리가 짧아지는 특성이 있다. 이 때문에 1.9GHz대라는 주파수의 전파는 설령 출력을 크게 해도 그다지 멀리 날아가지 않고 손실만 크다. 따라서 주파수의 손실을 가능한한 적게 하 기위해서는 고출력으로 넓은 지역에 전파를 보내는 것보다 지역을 작게 구분 저출력으로 전파를 보내는 것이 오히려 효과적이다.
이처럼 전파를 보내는 지역을 작게 구분、 마이크로셀화하면 수개의 셀 가운 데 같은 주파수의 전파를 반복 사용할 수 있게 돼 결과적으로 주파수의 효율 적인 이용이 가능하게 된다.
또 마이크로셀화하는 편이 기지국 설치 비용을 줄이고 이용요금도 그만큼 낮게 설정할 수 있다.
이 결과로 PHS에서는 저전력의 기지국을 실외에 1백~2백m마다 설치하게 된다. 설치하는 장소는 전화박스나 전신주、 건물 옥상 등 이다. PHS단말기의 송신전력은 10Mw이하이다. 휴대전화는 전력이 6백Mw로 훨씬 많고 전파가 미치는 거리도 2~7km로 멀다.
결과적으로 높은 주파수대를 사용할 수밖에 없다는 제약이 오히려 간편한 시스템을 낳았고 이용료도 낮게 설정할 수 있다는 장점으로 이어진 셈이다. PHS개발에서 마이크로셀화와 함께 어떻게 적은 주파수를 유효하게 이용하느냐하는것이 커다란 과제였다. 이의 해결기술중 하나가 기지국과 단말기간의액세스.전송방식이다. PHS에서는 주파수를 유효하게 이용하기 위해 하나의 주파수를 많은 사람이이용할 수 있는 TDMA/TDD방식(시분할다중접속/시분할양방향전송)이라는 액세스.전송방식을 채용했다.
이중 우선 TDMA방식은 하나의 주파수를 복수의 채널에서 동시에 사용할 수있도록 하는 전송방식으로 PHS의 경우는 4개의 채널로 분할한 4다중방식을 채용하고 있다. 하나의 주파수를 1개의 채널이 독점해 사용하는 아날로그방 식과 비교해 주파수를 보다 효율적으로 이용할 수 있다. 이 방식은 현재 휴대전화에서도 채용되고 있다.
또 TDD방식은 단말로부터 기지국으로 올라오는 전파와 반대로 기지국으로 부 터 내려가는 전파를 같은 하나의 주파수를 사용해 주고받는 것으로 PHS 특유 의 방식이다. 휴대전화의 경우 올라가는 것과 내려가는 것의 서로 다른 2개 의 주파수를 이용하는 FDD(주파수복신) 전송방식을 채택하고 있다. TDD와 FDD를 비교하면 같은 주파수 가운데서 올라가는 것과 내려가는 것을 번갈아 가며 사용하는 PHS의 TDD방식 쪽이 주파수를 보다 효율적으로 사용할수 있다.
이같은 TDMA와 TDD의 개념이 곧 PHS의 액세스.전송방식이며 이 두가지 방식 은 실제는 결합돼 사용된다.
구체적으로 TDD를 성립시키는 데는 디지털신호를 하나의 주파수에 실어 5mm /초 의 시간단위로 분할하고 또한 그 사이를 올라가는 것과 내려가는 것 두개로 나눈다. 올라가는 것과 내려가는 것은 각각 5mm/초의 절반인 2.5mm/ 초로 분할된다.
이어 TDMA를 성립시키기 위해서 올라가는 것과 내려가는 것 2개로 나눈 부분을 각각 4개로 분할한다. 이로써 하나의 기지국은 4대의 단말를 지원하게 된다. 2.5mm/초를 4분할하기 때문에 각각의 시간단위는 6백25마이크로/초가 된다. 즉 1프레임、 5mm/초를 8개 슬롯으로 분할해、 오름과 내림에 각각 4슬롯을 할당하는 셈이다.
기지국과 단말간에 주고받는 신호는 디지털처리된다. 즉 기지국에서는 5mm/ 초의 아날로그신호를 6백25마이크로/초에 음성을 압축、 디지털신호로 변환 시켜、 단말에 보내고 단말에서는 이것을 재차 5mm/초의 아날로그신호로 복원해 사람의 귀에 전달하는 것이다. 결국 연속되는 음성을 5mm/초마다 나눠 이를 각각 6백25마이크로/초로 압축해 보내고 다시 5mm/초로 늘려 연속된음성이 재현되는 것이다.
PHS는 4개의 채널을 사용한 4다중방식을 채용하고 있는데 그 이유는 트래픽 양과 경제성을 고려한 것이다. 4다중방식은 한개의 기지국에서 세 사람이 동시에 통화할 수 있음을 의미(4개채널중 1개 채널은 제어신호를 위해 이용된다 하는데 인구밀도가 높은 지역에서 트래픽량이 많을 경우에 임시로 기지국 수를 늘리면 4배수로 채널수가 늘어나게 된다.
PHS에는 합계 77개 주파수(3백8개채널)가 할당되어 있고 비어 있는 주파수의 슬롯을 이용할 수 있는 DCA(Dyna-mic Channel Allo-cation)방식을 채택하고 있기 때문에 트래픽의 집중에 강하고 기지국의 주파수설계도 불필요하다. 또하나 PHS의 큰 특징으로 간과할 수 없는 것은 전송속도가 3백84KHz로 상당히높다는 점이다. 그 이유는 ISDN에 통하는 대량의 전송량을 무선에서도 통과시키기 위해서이다. 때문에 음성뿐 아니고 화상, 파형까지도 송신이 가능하다. 또한 전송용량도 커서 PHS의 전송용량이 32K비트/초인 반면 휴대전화는 11.2K비트 초다. 이처럼 PHS는 휴대전화 3배의 전송용량을 갖고 있기 때문에장래 멀티미디어화에도 충분히 대응할 수 있을 것으로 기대된다. 이미 다양한 PDA(개인휴대단말기)와의 복합화기기도 검토되고 있다. <신기성 기자>