통신_Chapter03 - 04 신호 변환

Chapter03 - 04 신호 변환

1.     디지털 전송

l  디지털 정보 -> 디지털 신호: 베이스 밴드(Base Band)

ü  디지털 형태인 0과 1로 출력되는 직류 신호를 변조하지 않은 채 그대로 전송

ü  간단한 근거리 통신에서만 사용

ü  컴퓨터와 가까운 주변 장치 들에서 사용

1-     단극성 방식: 신호를 동일한 부호의 전압으로 부호화

u  신호가 들어오면 +, 없으면 0으로 표현

2-     양극성 방식: 신호를 부호화 할 때 양과 음의 전압을 모두 사용

u  1이라는 신호(+신호 )가 온 뒤에 다시 1이 오게 되면 -신호로 표현한다.

u  직 전에 온 값의 반대 극으로 전송

3-     RZ와 NRZ 방식

u  1은 모두 -극, 0은 모두 +극

u  RZ(Return to Zero)방식

                                        i.  1이라는 신호를 주었을 때 다시 0으로 돌아오게 한다.

                                       ii.  0으로 돌아오는 성질 때문에 1의 신호는 -극으로 대입하고, 0을 +극으로 대입한다.

u  NRZ(None Return to Zero) 방식

                                        i.  0과 1비트의 값을 전압으로 표시한 후 다시 0으로 돌아오지 않는 방식

                                       ii.  극성의 표현은 RZ방식과 동일

                                      iii.  그래프는 양 극성 방식과 비슷하지만 1일 때 들어가는 극성이 다름

4-     2단계 방식

u  0비트는 전압이 낮은 곳에서 높은 곳으로 상태가 변할 때, 1비트는 전압이 높은 곳에서 낮은 곳으로 상태가 변할 때 표시하는 방식

u  RZ와 NRZ방식의 단점을 보완한 것으로 맨체스터(Manchester) 방식이라고 함

l  아날로그 정보 -> 디지털 신호: 펄스 부호 변조

ü  발생한 정보가 아날로그인 경우 표본화, 양자화, 부호화 과정을 거쳐야 기계가 받아들일 수 있다.

ü  아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전송

ü  아날로그 ->표본기->양자기-> 부호기 ->양자기-> 복호기 ->여과기->아날로그

ü  표본기: 표본화(Sampling)

1-     아날로그를 그대로 전송 자체가 불가능함

2-     아날로그 신호를 정해진 값을 특정 단위로 잘라서 대응되는 값을 추출한다.

3-     잘게 쪼개면 아날로그에 가까워 진다.

4-     넓게 쪼개면 디지털 정보에 가깝게 만들어 진다.

ü  양자기: 양자화(Quantization)

1-     표본화를 거쳐서 추출된 값을 간편화 시킨다.

2-     2진수로 표현하기에는 소수점은 어렵기 때문에 소수점 아래를 모두 올림으로 표현 한다.

3-     양자화 잡음(Quantization Noise)

u  양자화 오차

ü  부호화(Encoding)

1-     양자화 과정에서 얻은 값들을 2진수로 표현 한다.

ü  여과기: 필터링(Filtering)

1-     복호화 된 정보를 아날로그 신호로 다시 만들어 줌

 

2.     아날로그 신호

l  x축: 주파수(한 주기를 1로 표현) - 시간이 아님

l  y축: 진폭

l  아날로그 신호로 변화 시키는 작업은 진폭, 주파수, 위상으로 만 변조 된다.

l  디지털 정보 -> 아날로그 신호: 대역 전송

ü  진폭 편이 변조(ASK, Amplitude Shift Keying)

1-     반송파의 진폭을 2개 혹은 4개로 정해서 데이터가 1 또는 0으로 변하면 미리 약속된 진폭의 반송파를 수신 측으로 전송하는 방식

2-     1: 높은 진폭, 0: 낮은 진폭

u  신호가 있으면 1, 신호가 없으면 0

3-     노이즈가 끼게 되면 진폭의 값이 올라가게 된다. 그렇게 추가된 진폭의 값을 어떤 진폭 값에 맞춰야 할지 계산이 어려움

4-     극단적인 ASK 방식(On/Off Keying): 신호가 있다 1, 신호가 없다 0

u  간단한 신호로 단말기를 On/Off 할 수 있는 방식

ü  주파수 편이 변조(FSK, Frequency Shift Keying)

1-     가장 많이 쓰이는 방식

2-     진폭은 그대로 둔 체 주파수만 변조 시킴

3-     진폭 변이보다 노이즈의 영향을 거의 받지 않음

4-     0일 때 주파수를 느슨하게, 1일 때 주파수를 촘촘하게 보낸다

5-     전송 회로는 1과 0으로만 구성 됨

ü  위상 편이 변조(PSK, Phase Shift Keying)

1-     위상: 각도

2-     2위상: 디지털 신호의 값이 1이 올 때에만 각도를 180도 변화 시켜서 sin신호를 cos신호로 변경

l  아날로그 정보 -> 아날로그 신호: 아날로그 변조

ü  아날로그 정보를 아날로그 신호로 변환하는 방식

ü  진폭 변조(AM, Amplitude Modulation)

1-     0과 1로 On/Off 하는 방식

ü  주파수 변조(FM, Frequency Modulation)

1-     일반적으로 사용하는 신호

2-     주파수를 촘촘(1), 느슨(0) 둘 중 하나로 만들어서 전송

3-     진폭은 동일 함

ü  위상 변조(PM, Phase Modulation)

1-     1의 신호가 오면 주파수의 위상을 각각 0, 180, 90, 45도로 변환 하는 방식