[데이터통신] 5. 아날로그 전송

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[데이터통신] 4. 디지털 전송

 

[1] 디지털-대-아날로그 변환

* 디지털 데이터를 아날로그 신호로 변환 : 진폭/주파수/위상

* 변조 & 복조 -> 모델 (Modem)

 

* 디지털 데이터의 변조 : 비트율/보율

$$ S=C*N*\frac{1}{r}baud $$

 

* 반송파 신호 (Carrier Signal) : 사용하는 아날로그 신호의 주파수

1. 아날로그 전송

2. 송신장치는 정보 신호의 기반이 되는 고주파 신호를 생성

3. 수신장치를 반송파 신호의 주파수에 맞춰지도록 조절함 -> 특정 띠대역 채널로 전송할 수 있음

 

* 변조 (Modulation) / 편이 변조 (shift keying) : 데이터를 특정 반송 주파수를 갖는 반송파 신호로 인코딩, 반송파 신호의 특성을 변화시킴

 

** 1. 진폭 변이 편조 (ASK, Amplitude Shift Keying) : 디지털 데이터 값에 따라 반송파 진폭을 변경

  - 2진 ASK (BASK, Binary ASK = 온-오프 편이변조, OOK, On-Off Keying) : 2개 준위 사용, 한 신호의 최대 진폭 = 0, 다른 신호의 최고 진폭 = 반송파 진폭

    -> d : 변조와 필터 과정에 관련된 요소, 0과 1 사이의 값

    -> B = (1+d)S = (1+d)N / r

    -> r=1 이라면, 최소 대역폭은 비트율과 동일

    -> 최대 대역폭 = 비트율의 2배

 

예제1. 200kHz 부터 300kHz 까지 걸치는 100kHz 의 대역폭을 사용할 수 있다 . d=1 인 ASK 를 사용하는 경우에 반송파의 주파수는 얼마이고 비트율은 얼마인가 ?

풀이.

반송 주파수는 대역의 중간 지점인 250kHz
B = (1+d)S = (1+d) N/r = 2N = 100kHz

따라서, N=50kbps

 

** 2. 주파수 편이변조 (FSK, Frequency Shift Keying) : 디지털 데이터 값에 따라 반송파의 주파수를 변경

- 서로 다른 주파수를 갖는 여러 반송파를 이용

- 2진 FSK (BFSK, Binary FSK) : 2개 반송파 사용, 2진 데이터 비트 값에 따라 반송파 신호 주파수를 다르게 선택

  -> 2진 FKS의 파형과 대역폭은 2개 BASK의 조합으로 간주할 수 있음.

    -> B = (1+d)S + 2∆f

    2∆f 값은 2S 가 되도록 하는 것이 최적!?

 

예제1. 200kHz 부터 300kHz 까지 걸치는 100kHz 의 대역폭을 사용할 수 있다 . d=1 인 FSK 를 사용하는 경우에 반송파의 주파수는 얼마이고 비트율은 얼마인가 ?

풀이.

 B=(1+d)S +2∆f = 2S+2∆f = 100kHz
2∆f 값은 2S 가 되도록 하는 것이 최적이므로,

S=25kbaud
반송 주파수 : 중간점에 해당하는 250kHz 

 

** 3. 위상 편이 변조 (PSK, Phase Shift Keying) 

- 구상 PSK : 데이터 비트 2비트 값에 따라, 총 4개 위상 중 하나를 전송해 동시에 2비트를 전송

- 신호 전송율을 낮추고 요구 대역폭을 낮춤

 

** 4. 구상 진폭 변조 (QAM, Quadrature Amplitude Modulation) : ASK, PSK의 특징을 모두 사용

- 진폭과 위상을 동시에 변화

- 많은 비트를 동시에 전송

* 성운 그림 (Constellation Diagram) : 신호의 진폭과 위상을 표현하는 그림

 

 

 

[2] 아날로그-대-아날로그 변환