Chapter 5. ANALOG TRANSMISSION

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◆ Chapter 4와 Chapter 5의 핵심 이미지!!

 

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◆ Carrier Signal (반송파) 

D/A에서 A신호로 바꿀 때, 우리는 "Carrier Signal(반송파)" 라는 기본파(아마 정현파) 사용함

디지털에서 레벨을 달리했던 것처럼, 반송파의 특징을 변조해서 각 신호를 다르게 표현함.

 

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◆ 모뎀 (MOdulator and DEModulator)

Modulation : D -> A 변조

Demodulation : A -> D 복조

 

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◆ Constellation Diagram (성운도)

하나의 신호에서 amplitude와 phase를 같이 나타낸 것. (극좌표)

Angle : Phase 를 표현

Length : Amplitude 를 표현

 

주로 QAM 방식 (밑에 나옴) 표현하는 데 많이 사용!!

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◆ Digital-to-Analog Conversion
: 아날로그 신호로 디지털 데이터를 변조하는 법

 

네 가지 방법이 있다.

1. ASK (Amplitude shift keying)

2. FSK (Frequency shift keying)

3. PSK (Phase shift keying)

4. QAM (Quadrature amplitude modulation)

 

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■ ASK (Amplitude shift keying)

반송파의 진폭을 변조하는 방식.

 

ㆍBASK (Binary ASK) - 진폭을 두 개로 구분하여 on/off만 되는 변조

 

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■ FSK (Frequency shift keying)

반송파의 주파수를 변조하는 방식.

요구 대역폭이 좀 큼... (신호를 구분하기 위한 대역폭도 존재함)

 

ㆍBFSK (Binary FSK) - 주파수 대역을 두 개로 쪼개서 1, 0 표현

 

 

ㆍMFSK (Multilevel FSK) - 주파수 대역을 여러개로 쪼개서 동시에 다른 주파수를 쏘면서 1, 0 표현.

 

 

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■ PSK (Phase shift keying)

반송파의 위상을 변조하는 방식.

잡음에 강함!!

 

ㆍBPSK (Binary PSK) - 위상을 두 개로 구분하여 1, 0 표현

 

 

ㆍQPSK (4 - PSK) - 위상을 네 개로 구분하여 2bit씩 표현

 

 

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■ QAM (Quadrature amplitude modulation)

아이디어 : ASK + PSK (ASK, PSK 의 대역폭 + 잡음에 강함(PSK의 장점))

반송파의 진폭과 위상을 같이 변조시켜서 bit 표현!! => 가장 효과적

현대의 모든 모뎀에서 QAM 방식 사용함!

 

QAM

 

앞에 붙는 숫자는 서로 다른 신호 모양의 개수를 의미함!

신호 모양의 개수를 L이라 하면, 신호당 표현할 수 있는 비트 수는 Log₂L

 

 

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◆ Analog-to-Analog Conversion
: 아날로그 신호를 아날로그 신호로 변조하는 법

- 왜 아날로그 신호를 또 아날로그 신호로 변조하냐? 굳이?

저대역 통과 신호 -> 띠대역 통과 신호로 변조하곤 함.

띠대역 통과 매체나, 또는 할당된 띠대역폭에 맞추기 위해서!

 

 

3가지 방법이 있다.

1. AM (Amplitude Modulation)

2. FM (Frequency Modulation)

3. PM (Phase Modulation)

 

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■ AM (Amplitude Modulation)

변조 신호의 진폭 변화 정보를 가져와서 반송파의 진폭에 적용하는 방식(곱해줌)

원래 신호의 주파수를 바꿔줄 수 있는 셈.

 

ex) 라디오 AM

각 채널마다 다른 대역폭을 할당 (주파수 쪼개서 채널 결정. FDM)

그 대역폭 내에서 진폭의 변화로 정보를 표현 (진폭 변조해서 데이터 정보 결정. AM)

=> FM에 비해 작은 대역폭을 필요로 하지만, 노이즈 영향을 많이 받음

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■ FM (Frequency Modulation)

변조 신호의 진폭 변화 정보를 가져와서 반송파의 주파수 변화 적용하는 방식

높은 진폭 -> 많은 주파수

 

 

 

ex) 라디오 FM

각 채널마다 대역폭을 할당 (주파수 쪼개서 채널 결정. FDM)

그 대역폭 내에서 주파수의 변화로 정보를 표현 (주파수 변조해서 정보 표현. FM)

=> 기본적으로 주파수 변화로 정보를 표현하기 때문에 AM 방식보다 대역폭 많이 필요함!!

=> 겹칠까봐 안쓰고 비워두는 구간도 있기 때문에 훨씬 많이 필요함

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■ PM (Phase Modulation)

변조 신호의 진폭 변화 정보를 가져와서 반송파의 위상 변화 적용하는 방식

어려워서 실제로 잘 안씀!!