전자 컴퓨터 공학 개론 무선통신의 이해 이 행 선.

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1 전자 컴퓨터 공학 개론 무선통신의 이해 이 행 선

2 전파 이론 Maxwell 방정식을 이용하여 모든 전자기 현상을 설명 가능하다는 데서 출발. James Clark Maxwell

3 Maxwell 방정식의 의미 1 ~ H E , J E , J H Faraday 법칙 Ampere법칙 자기장의 시간 변화율
전류 또는 전기장의 시간 변화율 자기장의 시간 변화율 E , J H ~

4 Maxwell 방정식의 의미 2 E +Q -Q 전기장은 양전하에서 시작되어 음전하에서 끝난다. 자기장은 항상 폐곡선 형태다.

5 Hertz의 전파 실험

6 Hertz의 전파 실험 장치

7 Marconi 의 전파 실험 장치

8 Marconi 의 wireless communication

9 2. 무선 통신 시스템 전파를 공중으로 날려보내려면 안테나가 필요하다. 안테나의 크기는 전파의 주파수와 관련되어 있음.
대략 안테나 길이가 전파 파장의 1/2정도는 되어야 함.

10 2.1 목소리의 주파수 분포 150 km (안테나 길이) 목소리의 주파수 성분이 1kHz대가 많은 것을 고려해서 그대로 무선으로 보낸다고 가정하면 안테나의 길이는 150 km나 되어야 한다.

11 2.2 주파수 변조 7 cm 안테나 길이 신호의 주파수 분포 음성 신호의 정보를 담았지만 주파수는 훨씬 높다. 1.8GHz

12 2.3 통신 시스템 개요-AM 라디오 송신기 변조기: 낮은 주파수 신호를 높은 주파수로 바꾼다.

13 2.3 통신 시스템 개요-AM 라디오 수신기

14 AM 라디오 송신 안테나 주파수가 낮으므로 길이가 매우 길다.

15 2.5 주파수 할당표

16 2.6 무선 통신 기기 설계 고려 사항 거리 통신 방식 결정 하드웨어 설계
거리가 정해지면 송신에 필요한 전파의 최소 power가 정해진다. 통신 방식 결정 음성/ 데이터 ? 이동 통신/ 고정 통신 ? 가격 저가/ 고가 ? 무선 관련 법규, 주파수 ? 하드웨어 설계 안테나, 필터, 앰프, 발진기, 전원회로 모뎀, GUI

17 2.7 무선 통신 기기 사례(1) - 위성 통신 위성과 통신해야 하므로, 안테나의 이득이 높게 설계해야 한다. Pr [dB] = Pt + (송신 안테나 이득) +(수신안테나 이득)-(거리손실) 수신 신호의 품질은 Pr/Noise의 비율로 판단할 수 있다.

18 + = + = + 신호 대(對) 잡음비 신호 잡음 수신 신호 N(잡음 전력) = kTB
회로의 잡음을 아무리 줄인다 해도 주변 온도에 비례하여 생기는 잡음은 제거할 수 없다. + = 신호 잡음 수신 신호 + = N(잡음 전력) = kTB k 상수, T 절대온도, B 대역폭 + 앰프를 써서 증폭하면 신호와 잡음이 동시에 증폭된다. 이득을 갖는 안테나로 수신하는 경우, 신호만 증폭된다.

19 위성 통신 - 위성방송 수신기 DBS reception 수신 불가능 수신 가능 High gain antenna필요
f: 12GHz, BW : 24MHz, R=38,000 km High gain antenna필요 Path loss : 205 dB ANT ANT DAC ADC S: -154dBm N: -100dBm Antenna gain :G1 = 0 dBi 입력 level ~ 0.1V Antenna gain :G2 = 0 dBi 출력 level ~ 120W ( 51dBm) 수신 불가능 Antenna gain :G1 = 30 dBi Antenna gain :G2 = 40 dBi 송수신기가 고정형이므로 안테나의 크기나 수신기의 크기 및 전원에 신경을 덜 써도 된다. S: - 84dBm N: -100dBm EIRP = 81dBm 수신 가능