Data Communications

Data Communications 제 5 장 신호

Introduction • 5.1 신호 • 5.2 아날로그 신호 • 5.3 디지털 신호 • 5.4 채널 용량

5.1 신호 (1/4) • 전자기적인 신호 • 상대방에게 정보를 전송하기 위해 필요 • 응용 프로그램에서 사용 가능한 정보의 종류 • 문자, 음성, 그림 등의 형태

5.1 신호 (2/4) • 신호의 종류 • 아날로그 신호 • 연속적인 값 • 주파수에 따라 다양한 매체를 통해 전송되는 연속적으로 변하는 전자기파 • 디지털 신호 • 이산적인 값 • 값이 싸고 잡음에 덜 민감, 감쇠현상에 더 많은 피해 받음 • 도파 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스

5.1 신호 (3/4) • 신호의 형태 • 주기적 신호 • 주기라고 불리는 패턴이 계속 반복되는 신호

5.1 신호 (4/4) • 신호의 형태 • 비주기적 신호 • 주기적 신호와는 반대로 시간이 지나는 동안 동일하게 반복되는 사이클이나 패턴 없이 불규칙하게 계속 변하는 신호

5.2 아날로그 신호 (1/10) • 아날로그 신호의 특징 • 진폭(Amplitude) • 위상(Phase) • 주파수(Frequency)

5.2 아날로그 신호 (2/10) • 진폭 (Amplitude) • 신호의 높이를 나타냄 • 임의의 점에서의 신호가 지니는 값 • 진폭의 단위는 신호의 종류에 따라 볼트, 암페어, 와트로 측정

5.2 아날로그 신호 (3/10) • 위상(Phase) • 진동이나 파동과 같이 주기적으로 반복 되는 현상에 대해 어떤 시각 또는 어떤 지점에서의 변화의 상태 • 시각 0시에 대한 파형의 상대적인 위치

5.2 아날로그 신호 (4/10) • 주기와 주파수(Frequency) • 주기 • 신호가 한 사이클을 이루는 데 걸린 시간을 의미 • 주기 T = 1/f • 주기의 단위는 초 • 주파수 • 초당 생성되는 사이클의 수를 의미 • 시간에 대한 변화율로서 초당 반복 되는 패턴의 회수 • 주파수 f = 1/T • 주파수의 단위는 Hertz(Hz)

5.2 아날로그 신호 (5/10) • 아날로그 신호의 종류 • 단순 아날로그 신호 • 반복적인 정현파 • 복합 아날로그 신호 • 여러 개의 정현파가 합쳐진 복합적인 신호 • 푸리에 분석(Fourie Analysis) 을 이용하여 분해 가능

5.2 아날로그 신호 (6/10) • 주파수 스펙트럼 • 신호를 구성하는 모든 정현파 신호의 조합 • 대역폭 • 통신 선로 상에서 운반되는 전송 주파수의 범위 • 채널의 용량(비트율)과 직접적인 관계 • 최고 주파수에서 최저 주파수를 뺀 것

5.2 아날로그 신호 (7/10) • 음성대역의 주파수 스펙트럼 • 차단 주파수(cutoff frequency)의 상단과 하단의 신호 세기는 너무 낮아 쓸모가 없는 부분 • 높은 주파수 영역에서 넓은 대역폭이 얻어지므로 전송 용량이 큰 통신 시스템은 모두 높은 주파수를 사용

5.2 아날로그 신호 (8/10)

5.2 아날로그 신호 (9/10) • 무선통신영역 • 영역 : VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF

5.2 아날로그 신호 (10/10) • 무선통신영역 • 전파방식 : 지표면,대류권,전리층,가시선,우주공간

5.3 디지털 신호 (1/3) • 디지털 신호 • 도파 매체를 통해 전송되는 일련의 전압 펄스 • 디지털 신호의 특징 • 진폭, 위상, 주기 • 비트간격 : 하나의 단일 비트를 전송하는데 드는 시간 • 비트율 : 1초 동안 전송된 비트의 수

5.3 디지털 신호 (2/3) • 디지털 신호의 분해 • 무한개의 단순 정현파로 분해되는 특성 • 조파(harmonic) : 디지털 신호에서 분해 된 정현파

5.3 디지털 신호 (3/3) • 디지털 신호는 항상 잡음에 의해 왜곡 • 전 영역에 걸친 모든 주파수 구성 요소들을 온전하게 전송할 수 있는 전송 매체가 없기 때문 • 주요 스펙트럼 • 무한 스펙트럼 중에서 어느 정도의 왜곡까지는 재생할 수 있는 부분

5.4 채널 용량 • 채널 용량 • 정보가 에러 없이 그 채널을 통해 보낼 수 있는 최대율 • 채널의 대역폭에 비례 • 샤논의 법칙 • 채널용량 C = Wlog2(1+S/N) • 데시벨(Decibel) • 통신에서의 신호의 세기를 나타내는 단위 • 두 신호의 세기 비를 대수적으로 나타내는 상대적인 단위 • 데시벨 = 10log10(P1/P2) (P1, P2 : 신호전력) • 전송 과정에서 이득과 감쇠를 나타내는데 매우 유효

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