공부 | 무선 통신 - 5

변복조

• 무선 전송 예시
  1. 소스 코딩 : 데이터 디지털화
  2. 채널 코딩 : 오류 검출 코드 추가
  3. 변조 (Modulation)
  4. 전송
• 받을땐 반대로

인코딩 사용 이유

• 디지털 -> 아날로그
  • 무선 전송을 위해 변환 필요
• 아날로그 -> 디지털
  • 최진 디지털 전송 및 스위칭 장비 사용
• 아날로그 -> 아날로그
  • 쉽거 저렵하게 전송 가능
• 디지털 -> 디지털
  • 디지털->아날로그 보다 덜 복잡하지만 비용이 많이듬

신호 변조 (signal modulation)

• 송신자는 반송파(Carrier Signal) 보내고, 수신자가 인식가능한 방식으로 변경
  • carrier는 고정 진폭과 주파수를 가진 사인파
  • 변조에 의한 반송파 신호를 사용해 데이터 전송
  • 변조 (Modulation)는 소스 데이터를 주파수 $f_c$를 가진 반송파 신호로 인코딩하는 과정
  • 입력 신호 : 변조된 신호
  • 반송파 신호 변조 결과 : 변조 신호
• 디지털 신호 변조를 Shift Keying이라고 부름
  • ASK (Amplitude Shift Keying)
  • FSK (Frequency Shift Keying)
  • PSK (Phase Shift Keying)

신호 인코딩 기준

• 수신기가 해석을 성공가능한지 여부를 결정하는 것은?
  • 신호대 잡음비 (signal-to-noise ratio)
  • 데이터속도 (data rate)
  • 대역폭 (bandwidth)
• data rate 증가는 bit error rate(BER) 감소
• SNR가 증가하면 bit 오류율 감소
• 대역폭 증가는 data rate의 증가 허용

신호 인코딩 기법

• ASK (Amplitude Shift Keying)
  • 반송파 주파수의 진폭차
  • 일정한 진폭이
• FSK (Frequency Shift Keying)
  • 반송파 주파수 근처의 주파수 차
• PSK (Phase Shift Keying)
  • 반송파 신호의 위상 이동

ASK

• 이진부호
  • 일정한 진폭에서 반송파를 표시하는 1
  • 반송파의 부재로 표시되는 0
• 비효율적 변조 기법
• 광섬유를 통해 디지털 데이터 전송시 사용

BFSK (Binary Frequency-Shift Keying)

• 이진 부호가 반송파 주파수 근처의 서로 다른 주파수를 표시
• ASK보다 오류 발생 가능성 적음
• 고주파 (3-30MHz) 무선 전송에 사용됨
• 동축 케이블 사용하는 LAN에서 더 높은 주파수로 사용가능

MFSK (Multiple Frequency-Shift Keying)

• 두 개 이상의 주파수 사용
• 높은 대역폭 효율성을 가짐 제공하지만 에러 발생이 쉬움

PSK (Phase-Shift Keying)

Two-level PSK (BPSK)

• 2개의 위상을 사용해 비트 표현

Four-level PSK (QPSK, Quadrature Phase-Shift Keying)

• 4개의 위상을 사용해 2비트 표현

QAM (Quadrature Amplitude Modulation, 직교 진폭 변조)

QAM

• ASK와 PSK의 합성
• 동일한 반송파 주파수에서 동시에 전송되는 두개의 서로 다른 신호
• 8비트 표현

Bit Error Rate (BER, 비트에러율)

• 노이즈가 있는 경우 성능 평가가 필요함
• BER은 확률