정보공학의 구조 (관련분야) 신호시스템 모델 정보의 원천과 디지털 신호 Source/Channel Alphabet 제2장 정보공학과 통신시스템 정보공학의 구조 (관련분야) 신호시스템 모델 정보의 원천과 디지털 신호 Source/Channel Alphabet
정보공학의 구조(관련분야) 정보이론 정보공학 코딩이론 신호처리 컴퓨터과학 통신공학 추정이론 전송 저장
정보이론 코딩이론 코딩이론과 정보이론의 관계 소스코딩 채널코딩 Entropy Capacity 유도과정 *최소 평균코드길이 한계설정(하한) 한계설정(상한) *최소 평균코드길이 *최대 신호속도
Signaling System Model 통신시스템 : 정보의 전송/수신 (signaling from here to there) 저장시스템 : 정보의 저장/추출 (signaling from now to then) 정보 Source 정보 Sink Encoder 변조기 복조기 Decoder 채 널 잡음 Source
Signaling System Model(설명) 1. 정보 Source/Sink Continuous Waveform Discrete Waveform 2. 채널(channel) : Noise 발생 Thermal, Distortion, Crosstalk, Jamming, …. 3. Encoder/Decoder Encoder : Source Encoder – Channel Encoder Decoder : Channel Decoder – Source Decoder 4. Modulator/Demodulator Modulator : Codes Waveforms Demodulator : Waveforms Codes
정보소스와 디지털신호 1. 정보 Source : 확정적 정의를 피하고 단지 Alphabet으로 제시 2. 정보 Source의 평가 : 내용이 아닌 양(amount)으로 평가 3. 정보의 표현 : 전기적 신호로 표현 연속신호(analog signal) 이산신호(discrete signal) 디지털신호(digital signal) 4. 신호의 변환(A/D, D/A conversion) 표본화(sampling) : analog signal discrete signal 양자화(quantization) : discrete signal m-ary digital signal 부호화(coding) : m-ary digital signal binary digital signal
A/D 변환 Analog Signal Discrete Signal Sampling m-ary Digital Signal 4 3 2 1 m-ary Digital Signal Quantizing Binary Digital Signal Coding
Digital Signaling의 장단점 1. Regenerative Repeater Repeater d1 d2 D 2. Noise/Interference Immunity 3. Error-correction/detection Code 4. Variety of Digital Circuits - Reliability, Flexibility, Low cost, Easy operations - Microprocessor, Computer, & Digital IC’s - Storage, Retrieval, Processing, Encryption, Privacy control… 5. TDM(time-division multiplexing), Packet switching Wider bandwidth Synchronization Problem (bit-sync, frame-sync)
Source Alphabet vs. Code Alphabet Source Alphabet : 코딩의 목적물 집합 : q 개의 원소로 구성 Code Alphabet : 코딩의 재료 집합 : r 개의 원소로 구성(radix) 예) Octal ASCII code S = {A,B,…,a,b,…, 0,1,…*,$,&,@,…}, q =128 C = {0, 1, 2, …, 7}, r = 8