5 장 아날로그 전송 5.1 디지털 대 아날로그 전환 5.2 아날로그 신호 변조

5.1 디지털 대 아날로그 전환 디지털 신호(0 과 1)를 기반으로 하는 정보를 아날로그 신호의 특성을 갖는 정보로 변환하는 과정 공중망을 통해 컴퓨터간 데이터를 전송할 때 주로 이용 컴퓨터(디지털신호) -> 전화선(아날로그신호)

5.1 디지털 대 아날로그 전환(계속) Type of Digital-to-Analog modulation ASK(Amplitude Shift Keying) FSK(Frequency Shift Keying) PSK(Phase Shift Keying) QAM(Quadrature Amplitude Modulation)

디지털 대 아날로그 변조의 여러가지 측면 기본용어 정리  bit rate = baud rate * 신호단위당 비트수 S = N * 1/r baud S : 신호률 N : 데이터 전송률 r : 데이터 요소의 개수 = log2 L , L : 신호요소의 종류  bit rate = baud rate * 신호단위당 비트수  bit rate 는 baud rate 보다 크거나 같음 예 : 운송시스템에서 비트(승객), 보오(자동차)  교통량을 줄이기 위해서는 자동차 당 승객의 수를 최대로 해야함 예제 5.1 : p.141 예제 5.2 : p.141

디지털 대 아날로그 변조(계속) 기본용어 정리(계속) 반송파 신호(Carrier Signal) = 반송 주파수(Carrier frequency) 아날로그 신호에서 송신 장치가 생성하는 정보 신호의 기반이 되는 고주파신호를 말함 수신장치는 송신 장치로부터 받은 반송파 신호의 주파수에 맞추어지도록 조절 변조(modulation) = 편이변조(shift keying) 디지털 정보를 반송파 신호의 특성(진폭, 주파수, 위상) 중 한 가지 이상을 변화시키는 방식으로 변화시켜 부호화한 것 이러한 부호화된 신호를 변조 신호라 함

진폭편이변조 이진 ASK(BASK : BinaryAmplitude Shift Keying) ASK의 대역폭 반송파의 진폭(신호의 강도)을 변경하여 0과 1을 표현 on-off keying 한신호의 최고 진폭은 0, 다른 신호의 최고 진폭은 반송파의 진폭 ASK의 대역폭 B = (1 + d ) * S d : 회선의 상태와 관련된 계수(0 ~ 1) B : 대역폭, S : 신호율

진폭편이변조(계속) 구현 예제 5.3 : p.143 예제 5.4 : p.143

주파수편이변조 이진 주파수편이 변조(BFSK : Binary Frequency Shift Keying) FSK 대역폭 신호의 주파수만을 변경하여 0과 1을 표현 FSK 대역폭 B = (1 + d ) * S + 2Δf 예제 5.5 : p.144

주파수편이변조(계속) 구현

위상편이변조 이진 위상편이변조(BPSK : Binary Phase Shift Keying) 신호의 위상을 변화 하여 0과 1을 표현

위상편이변조 구현

위상편이변조 구상 PSK 각 신호 요소마다 동시에 2비트 할당

위상편이변조(계속) Constellation(성운) Diagram = Phase State Diagram 성운도의 개념

위상편이변조(계속) 예제 5.8 : ASK, BPSK, QPSK 성운 그림

구상진폭변조 구상진폭변조(QAM : Quadrature Amplitude Modulation) 위상을 x 만큼 바꾸고 진폭을 y 만큼 바꾸어 가능한 변화당 상응하는 수의 비트를 할당하는 방식으로 ASK와 PSK 를 조합한 것을 의미함 QAM의 다양한 변형 일반적으로 진폭편이의 수는 위상편이의 수보다 적음 : 진폭편이는 잡음에 민감하고 위상의 변화보다 많은 편이차이를 요구함 QAM의 대역폭 최소대역폭은 ASK와 PSK와 동일

5.2 아날로그 신호 변조 아날로그 정보를 아날로그 신호로 변환하는 것 아날로그 라디오 및 TV 등 아날로그 대 아날로그 변조

아날로그 신호 변조(계속) analog-to-analog modulation유형

진폭변조 진폭변조(AM : Amplitude Modulation) 변조되는 신호의 진폭변화에 따라 반송파의 진폭이 같이 바뀌는 식으로 변조됨 반송파의 주파수와 위상은 동일하게유지되며, 정보의 변화에 따라 진폭만이 변함

진폭변조(계속) AM 대역폭 변조되는 신호(modulating signal) 대역폭의 두 배와 같고, 반송주파수를 중심으로 하여 걸쳐있음 오디오 신호의 대역폭은 보통 5KHz 이므로 AM 신호의 대역폭은 10KHz 필요

진폭변조(계속) AM band allocation : FCC 규정 오디오 신호(음성과 음악)의 대역폭은 보통 5kHz 필요한 대역폭 : 2 * 5kHz = 10kHz

주파수 변조 주파수 변조(FM : Frequency Modulation) 변조되는 신호의 진폭변화에 따라 반송파의 주파수가 같이 바뀌는 식으로 변조됨 반송파의 최고진폭과 위상은 동일하게 유지되며, 정보의 변화에 따라 주파수만이 변함

주파수 변조(계속) FM 대역폭 변조되는 신호(modulating signal) 대역폭의 10배와 같고, 반송주파수를 중심으로 하여 걸쳐있음 스트레오 오디오 신호의 대역폭은 보통 15KHz 이므로 FM 신호의 대역폭은 150KHz 필요

주파수 변조(계속) FM band allocation : FCC 규정 스트레오 오디오 신호의 대역폭은 보통 15KHz 이므로 FM 신호의 대역폭은 150KHz 필요

위상변조 위상변조(PM : Phase Modulation) 변조되는 신호의 진폭변화에 따라 반송파의 위상이 같이 바뀌는 식으로 변조됨 반송파의 최고진폭과 주파수는 동일하게 유지되며, 정보의 변화에 따라 위상만이 변함