[데이터통신] chapter 5 정리

- objective

1. digital -> analog 로의 변환
   • 대역 통과 채널을 사용할 수 있을 때 digital data -> analog signal 로 변경하는 방법

     1. ASK : Amplitude Shift Keying
     2. FSK : Frequency Shift Keying
     3. PSK : Phase Shift Keying
     4. QAM : Quadrature Amplitude Modulation

2. analog -> analog 로의 변환
   • analog signal 을 대역폭이 더 작은 새 analog signal 로 변경하는 방법

     1. AM : Amplitude Modulation
     2. FM : Frequency Modulation
     3. PM : Phase Modulation

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1) digital -> analog 로의 변환

• Aspects of Conversion

  1) Bandwidth : 필요한 대역폭은 signal rate 에 비례
  2) Carrier Signal : 정보전달을 위해 송신장치가 생성한 고주파 신호

• Binary Amplitude Shift Keying ( BASK )

  • Carrier signal 의 진폭을 변화시켜 signal elements 생성
  • 진폭이 변하는 동안 주파수와 위상은 일정하게 유지
  • Carrier signal 은 single sine wave 지만 변조과정에서 비주기적인 복합신호 생성
  • 데이터통신에서 양방향 링크를 사용해 양방향 통신을 진행하므로 2개의 carrier frequency 를 사용해 2개의 bandwidth로 분할해야함.
    

• Binary Frequency Shift Keying ( BFSK )

  • Carrier signal 의 주파수를 변화시켜 signal elements 생성
  • 진폭과 위상은 일정하게 유지
  • FSK 를 고유한 주파수를 가진 2개의 ASK 로 생각할 수 있음.
    

• Binary Phase Shift Keying ( BPSK ) - 180도 변조

  • Carrier signal 의 위상을 변화시켜 signal elements 생성
  • 진폭과 주파수는 일정하게 유지
  • [ 장점 ]

    • ASK 에 비해
      -> noise 에 덜 섬세하다 : 0과 1의 구별이 쉽다.
    • FSK 에 비해
      -> 1개의 carrier signal 사용.
      -> 그렇기 때문에 FSK보다 bandwidth가 작음.

  • [ 단점 ]

    • 위상을 구별할 수 있도록 정교한 하드웨어 필요

  

• Quadrature PSK ( QPSK ) - 90도 변조

  • 두개의 개별 BPSK 변조를 사용.
  • 하나는 동위상, 하나는 직교위상
    -> 직교위상 : 주파수는 동일하고 위상차가 90도인 위상
    

• Quadrature Amplitude Modulation ( QAM )

  • 진폭과 위상을 동시에 변조하는 방식
    

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2) analog -> analog 로의 변환

• 채널을 통과할 수 있는 대역으로 바꾸기 위해 변환.

• Amplitude Modulation ( AM )

  • modulating signal의 진폭변화에 따라 보내는 신호의 진폭이 달라지도록 변조
  • carrier signal의 frequency 와 phase 는 동일하게 유지
  • AM 은 modulating signal 대역폭의 2배
  • AM radio

• Frequency Modulation ( FM )

  • information signal의 진폭에 따라 주파수가 변하도록 변조
  • carrier signal 의 진폭과 위상은 일정하게 유지되지만, information signal의 진폭이 변하면 그에 따라 carrier 의 주파수도 변함.
  • FM radio
    

• Phase Modulation ( PM )

  • modulating signal의 변화하는 진폭을 따르도록 carrier phase 가 변조
  • carrier signal의 진폭과 주파수는 일정하게 유지되지만, information signal의 진폭이 변하면 그에 따라 carrier 의 위상도 변함.
  • FM 과 한가지 차이점을 제외하고 동일.

    • carrier signal의 주파수의 순간적인 변화는
      1) FM : modulating signal의 진폭에 비례
      2) PM : modulating signal의 값의 변화량에 비례 ( 미분값 )

  

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- 참고 자료

• https://macgyvering.tistory.com/16