무선통신에서 잡음과 간섭

1. 잡음 개요

2. 잡음의 분류

3. 잡음 방해의 일반적인 개선 작업/3. 전파 잡음의 원인과 해결책

4. 간섭 개요

5. 간섭의 종류

6. 간섭 개선 방안

 

 

 

1. 잡음 개요

  - 무선 전파의 전송과정에서 발생하는 잡음이란 송신 안테나에 복사된 전파가 수신안테나에 도달할 때 수신안테나에 원치 않게 혼입되는 불규칙적이며 예측할 수 없는 전자기적인 신호임

  - 잡음은 원천적으로 제어가 불가능하며 크게 인공적인 잡음과 자연적인 잡음으로 나눌 수 있음

 

2. 잡음의 분류

 가. 잡음의 분류

 나. 외부잡음 

구분			내용
내부 잡음	AWGN		시간, 주파수축상에서  균일한 분포를 갖으며 모든 주파수대역에서의 일정한 잡음
	열잡음		도체 내의 전자가 불규칙하게 움직임에 따라 발생
	산탄잡음		반도체 소자에서 불규칙적으로 방출되는 전자에 의한 잡음
	플리커 잡음		저주파 가청 주파수에서 플리커 변조 잡음
	전류 잡음		저항 성분 소자에 직류 전류가 존재하는 경우의 잡음
외부 잡음	자연잡음	우주잡음	태양 잡음        - 태양활동에 수반해서 발생하여 지구에 도달하는 잡음 전파로 코로나와 같은 고온부에서의 열교란에 기인함 은하잡음       - 태양 이외의 행성에서 발생하는 잡음
		공전잡음	- 대기의 천둥 등의 방전에 의해 발생 - 클릭 잡음, 그라인더(Grinder), 히싱(Hissing) 잡음 등이 있음 - 그라인더(Grinder): 긴 연속음이 포함된 연속성 잡음, 원거리에서 강하게 일어나는 번개방전이 주원인,, 수신장애를 매우 크게 일으키는 잡음 - 클릭(Click): 짧고 날카롭게 음이 혼입되는 충격성 잡음, 근거리에서 약하게 일어나는 번개방전이 주원인, 큰 수신장애를 일으키지는 않음 - 히싱(Hissing): 마찰 시 일어나는 비슷한 소리의 잡음(~슈~슈하는 연속성 잡음)
	인공잡음		- 인간이 사용하는 기계 기구에 의해 발생하는 일체의 잡음 - 전자기기로부터 발생되는 잡음

 

   

3. 잡음 방해의 일반적인 개선 작업

  - 송신전력을 크게함

  - 안테나의 지향성을 예민하게 하여 이득을 높임으로써 수신전력을 크게 함

  - 내부잡음이 적도록 수신기의 설계를 적절히 함

  - 수신기의 실효 대역폭을 좁게 함

  - 전원회로에 필터를 삽입하거나 차폐를 수행함

  - 적절한 통신방식을 선택함

  - 동축급전선을 사용하고 수신기에는 잡음 억제회를 채택함

3. 전파 잡음의 원인과 해결책

 

구축 방법		설명	경감책
자연 잡음	우주잡음	- 태양잡음: 태양활동에 수반해서 발생하여 지구에 도달하는 잡음 전파 - 은하잡음: 태양외의 다른 행성에서 발생	초단파 통신에 장해를 주며 주파수가 높아지면 거의 문제가 되지 않음
	공전잡음	- 대기에서 천둥 등의 방전에 의해 발생   (예: 클릭, 그라인더, 힛싱)	- 지향성 안테나와 다이버시티 수신법 사용 - 수신 대역폭을 좁게하여 선택도를 높임 - 송신 출력을 증대시켜 수신점의 S/N 비를 크게함 - 비접지 공중선을 사용??? - 짧은 파장을 사용??? - 수신기에 잡음억압회로, 리미터 등을 사용
인공잡음	불꽃 방전	불꽃 방전을 발생시키는 부분을 가진 기계에서 발생 - 고주파 용접, 항공기 내연기관 등	일반적인 개선 방법 - 송신전력을 크게 하거나 안테나의 지향성을 예민하게 하여 이득을 높임으로써 수신전력을 크게 함 - 내부 잡음이 적도록 수신기의 설계를 적절히 함 - 수신기의 실효대역폭을 좁게 함 - 전원회로에 필터를 삽입하거나 차폐를 잘함 - 적절한 통신 방식 선택 - 동축급전선을 사용하고 수신기에는 잡음억제회로를 채택
	취동 접속	전기회로의 취동접촉부가 불완전할 때 발생하는 잡음 - 전기드릴, 전동기의 브러쉬
	코로나 방전	고압 송전선에서 절연파괴 등으로 인해 발생
	글로우 방전	수은등, 형광등 등의 글로우 방전에 의해 생김
	지속 진동	고주파 가열기, 고주파 의료기 등에 의해 생김
	도시 잡음	이상의 여러가지 인공잡음의 총합으로 잡음이 존재
	백색 잡음	전도체 내부 전자들은 열에 따라 불규칙하게 움직임-> 이러한 움직임으로부터 잡음이 야기   이 잡음은 모든 형태의 전자 장비와 매체에서 나타남

 

 

4. 간섭 개요

  - 무선통신에서의 간섭은 희망신호 이외의 신호가 외부 방해파로서 신호에 중첩이 되어 나타나는 교란현상을 말함

  - 무선통신 전송분야의 간섭은 크게 부호간 간섭과 주파수 간섭으로 나눌 수 있음

 

5. 간섭의 종류

  가. 부호간 간섭(ISI)

     - 시간차에 의한 간섭(ISI:Inter-Symbol Interference)

     - 동일 주파수이고, 동일한 기지국에서 발사된 전파가 여러 경로를 거치면서 전파의 도달시간 차이에 의해 발생함

http://www.teletopix.org/4g-lte/inter-symbol-interference-in-lte/

  나. 주파수간 간섭

     - 동일채널간섭(Cochannel Interference, CCI)

     - 인접채널간섭(Adjacent Channel Interference, ACI)

     - 다중채널간섭(Multipath Interference)

 

6. 간섭 개선 방안

  - 주어진 간섭 형태에 덜 민감한 변/복조나 채널 코딩 방식을 채택

  - 외부 간섭원을 제거

  - 동일채널간섭, 인접채널간 간섭은 초기 시스템 설계 시 잘 계획하거나 수신기쪽에서 선택적 필터링 등을 이용하여 해결할 수 있음

 

 

<참조>

93회 정보통신기술사 기출문제 풀이-김기남정보통신학원