1. Digital to Analog conversion
- Amplitude, Frequency, Phase 이용
- 표현 단위 : Bit rate, Baud rate 사용
- Carrier signal : 정보를 담고있는 signal
- Digtal data -> Analog signal : Modulator
- Analog signal -> Digital data : Demodulator
- Modulator + Demodulator = MODEM
2. ASK (Amplitude Shift Keying)
-
Amplitude 를 바꿈으로써 Carrier signal의 signal element 를 구별할 수 있다.
-
잡음이 많은 환경에서 신호 구분이 어렵다.
-> 노이즈에 의해서 높낮이가 쉽게 변할 수 있다. -
Frequency와 Phase는 유지된다.
-> 0은 진폭이 낮고 1은 상대적으로 높게 진폭을 변화시켜 data 를 전송한다.
-> Amplitude 0 사용 : OOK (ON-OFF-Keying)
-> Baud rate : 5, Bit rate : 5
-> 1 signal represents 1 bit -> Baud rate = Bit rate
- 1 signal : 2Hz
- 만약 0 또는 1이 N번 반복되는 경우 : N * 2Hz
-> 0이나 1이 연속으로 나타나는 경우 최저 주파수를 사용한다.
-> 항상 똑같은 주파수를 사용하는 것은 아니다. - Bandwidth = Baud rate(S) X (1+d), where 0 <= d <= 1
-> Maximum bandwidth : 2S, Minimum bandwidth : S
-
Implementation of binary ASK (BASK)
-
Bandwidth of a full-duplex ASK
- Uplink, Downlink 주파수 2개를 사용한다.
- Carrier frequency 범위가 넓은 이유 : 연속적으로 나오는 경우 -> 최대 주파수 사용, 반복되는 경우 -> 최소 주파수 사용 => 가변적!
3. FSK (Frequency Shift Keying)
- Frequency 를 바꿈으로써 Carrier signal의 signal element 를 구별할 수 있다.
- s1(t)=A cos(2𝝅𝒇𝟏t), s2(t)=A cos(2𝝅𝒇𝟐t)
- 0은 주파수가 낮고 1은 상대적으로 높게 주파수를 변화시켜 data 를 전송한다.
- 0이나 1이 연속으로 나타나는 경우 최저 주파수를 사용한다.
- ASK 에 비해 노이즈에 강하다.
-> ex) AM 라디오 < FM 라디오 음질좋다.
- Implementation of BFSK
- Multiple FSK (MFSK)
- 하나의 Signal element 에 하나이상의 bit를 담을 수 있다.
- 2개 보다 더 많은 주파수가 사용된다.
-> 하나의 주파수에 2개의 비트가 표현된다.
-> Bit rate is twice Baud rate
-> if 8 frequencies : 3 비트 표현
-> if 16 frequencies : 4 비트 표현
-> 사용가능한 주파수를 늘릴 수록 signal element 가 담을 수 있는 bit 의 갯수는 늘어난다.
- Bandwidth of MFSK
-> 여러개의 주파수로 끊어서 사용해야하므로 더 넓은 Bandwidth 가 요구된다.
4. PSK (Phase Shift Keying)
- Phase 를 변화시킴으로써 Carrier signal의 signal element 를 구별할 수 있다.
-> 2 phase : 0, 1
-> 4 phase : 00, 01, 10, 11
-> 8 phase : 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111
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4-PSK (QPSK)
-
8-PSK
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Phase가 증가 -> Signal 마다 전송하는 bit가 증가 (Phase 포인트의 갯수 증가) -> Signal의 구분이 어려워짐
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Network이 상황이 좋으면 Signal 이 담을 수 있는 bit 수를 늘려도 괜찮다.
-
Network이 상황이 좋지 않으면, 추가적으로 noise도 더해져서 signal의 구분이 어려워지므로 Signal 이 담을 수 있는 bit 수를 늘리지 않는 것이 좋다.
-> 64 QAM : 하나의 Signal 에 담을 수 있는 비트가 6개 이다.
-> 256 QAM : 하나의 Signal 에 담을 수 있는 비트가 8개 이다. -
Implementation of QPSK
5. QAM (Quadrature Amplitude Modulation)
- Amplitude 를 바꾸는 ASK + Phase 를 변경하는 PSK
-> Similar to PSK, QPSK
-> 점선 : Amplitude
-> 포인트의 갯수가 많을수록 더 많은 bit 를 담아 전송할 수 있다.
-> 1 Amplitude, 4 phases : 하나의 신호 2B 전송
-> 2 Amplitudes, 4 phases : 하나의 신호 3B 전송 - Bit and aud rate comparison
- 0010 : Audio, Video 데이터 전송 시에 필요한 최소 확보 data
- 뒷 신호는 신호의 품질이 좋은 경우 음질, 화질 개선을 위해 구분되는 data
6. Analog to Analog conversion
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Amplitude modulation
-> Modulating signal : 보내고자 하는 signal
-> Carrier frequency 의 진폭을 Modulating signal 에 따라 변화시킨다.
-> Carrier frequency 의 변화곡선 : 보내고자하는 Modulating signal 의미 -
Angle Modulation
-> s(t)=Accos[2πfct + φ(t)], φ(t)는 위상값
-> cos(2πfct) : carrier signal
- PM (Phase Modulation)
-> The phase of the carrier wave varies in proportion to the amplitude of the signal.
-> φ(t)=npm(t)
-> 신호 값이 위상에 적용된다.
-> 위상 증가 : 주파수 증가, 위상 감소 : 주파수 감소 - FM (Frequency Modulation)
-> The carrier frequency changes in accordance with the change in the voltage level of the modulated signal.
-> φ ′(t) = nfm(t)
-> 신호 값의 적분을 통해 적용된다.
-> Voltage 증가 : 주파수 증가, Voltage 감소 : 주파수 감소
