🧶데이터 전송과 신호의 개념

💎 아날로그 신호

• 복합신호 : 여러가지 주파수를 가지고 있는 신호로 정현파 라고 합니다.

• 신호의 스펙트럼 : 진폭과 주파수로 나눈 신호의 스펙트럼

• 신호의 대역폭 : 신호의 스펙트럼에서 가장 낮은 주파수와 가장 높은 주파수의 차이입니다. (MAX - MIN)

• 보통 아날로그 신호는 주기신호이다.

• 비주기 복합신호의 예 : 라디오, 전화기, 아날로그TV

💎 디지털 신호

아날로그 신호처럼 주파수가 없다. 비트로 이루어진 신호(0과 1의 반복)이다.
레벨별로 나타내는 비트 레벨 1 - '0', 레벨 2 -'1' , 레벨 3 - '10', 레벨 4 - '11' 레벨이 높은 비트를 가진 신호를 다양하게 전달한다.

• 비트율 : 대부분의 디지털 신호는 비주기적이여서 주기/주파수 사용불가하다. 비트율은 시간당 비트 간격의 개수로, 1초동안 전송된 비트수이다. (bits/s) bps라는 단위를 사용한다.

• 비트길이 : 한 비트가 전송매체를 통해 차지하는 길이로
  전송매체의 속도*지속시간 을 뜻한다.

🧶신호전송과 정보이론

💎 정보이론과 채널용량의 법칙

• 정보이론 : 정보원과 통신채널에 관한 현대적 정보이론의 통계적 모델 정보의 수량화, 정보를 전송하는 통신 채널의 용량, 전송 효율의 향상, 에러의 감소를 해 부호화를 어떻게 할것인가? 하는 내용이 포함되어있다.

• 하틀리의법칙 : 정보이론 전 채널용량을 확인하는 방식이었다. 해당 방식의 공식은 $C=2Blog_2N$ 입니다. 여기서 $C$ 는 채널용량으로 비트율(bps) 이고, $B$는 채널 대역폭(Hz), $N$은 부호 레벨의 수 입니다. 여기서 채널용량 $C$는 최대전송률 이라고도 부릅니다. $최대 전송률 = 채널용량(C)$

• 하틀리의법칙을 이용한 일정 시간 내의 전송 할 수 있는 정보량 :
  $H = 2Btlog_2N$ , $H$는 전송 정보량입니다 즉 bit의 양입니다.

하지만 이러한 하틀리의 법칙은 일반적인 상황에서는 통하지 않았습니다. 그 이유는 모든 자연적인 현상에는 잡음이 발생하기 때문입니다.

• 잡음이 있는 통신 채널에서 채널의 용량
  섀넌은 잡음이 있는 보다 일반적 채널인 경우에도 적용이 가능하도록 신호 대 잡음비를 사용하여 채널의 용량 관련 수식을 보완하였습니다.
  $C=Blog_2(1+S/N)$ 여기서의 N은 하틀리의법칙의 N과는 다르다.
  $S/N$은 $신호 대 잡음비$ 이다.

• 감쇄 : 데이터가 전송 도중 에너지를 손실하는 현상으로 진폭이 작아짐

• 왜곡 : 주파수마다 다르게 감쇄되어 수신신호와 전송신화가 달라진 것
  등화기 - 서로 다른 주파수에서 서로 다른 왜곡을 보상해주는 장치

• 잡음 : 도전체에서 전파의 열운동으로 인한 광자수의 불확실함으로 발생,
  만일 잡읍이 없다면 고속으로 비트 정보를 전송 할 수 있어서 적어도 회로가 만들어 낼 수 있는 비트의 수만큼 전송이 가능하게 됨.

cf . dB(데시벨)을 log 형태로 바꾸는 식

$dB=10*logX$