지금 이 순간

1. Introduction

2. 다중화의 필요성

3. 다중화 시 고려할 사항

4. 다중화의 분류

  1) 주파수 분할 다중화

  2) 시 분할 다중화

  3) 코드 분할 다중화

  4) 파장 분할 다중화

5. 다중화방식의 비교

1 Introduction

 - 분리된 두 지점 상호간에 다수개의 저속신호를 개별적으로 직접 연결하지 않고 고속신호로 변환하여 하나의 통신 채널로 전송하는 방범

 - 서로 다른 2개 이상의 신호들을 하나의 전송매체를 이용해서 동시에 전송할 수 있도록 신호를 결합/분리하는 과정

2 다중화의 필요성

  - 서로 다른 여러 정보를 하나의 전송로로 보내기 위해

  - 경제적인 정보의 전송을 위해

  - 통신 시스템을 단순화하기 위해

  - 주파수 효율성을 높이기 위해

3 다중화 시 고려할 사항

  - 수신에서 정보의 검출이 용이해야 함

  - 동일한 전송로에 많은 정보를 전송할 수 있도록 할 것

  - 시스템 구현이 간단하고 경제적일 것

  - 운용, 유지보수가 편리할 것

  - 타 통신시설 또는 다른 system과의 접속이 용이할 것

4 다중화의 종류

  - 주파수분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing)

  - 시간분할 다중화(TDM: Time Division Multiplexing)

  - 코드분할 다중화(CDM: Code Division Multiplexing)

  - 파장분할 다중화(WDM: Wavelength Division Multiplexing)

 1) 주파수 분할 다중화

   - 전송하는 각각의 정보를 주파수가 다르게 분할하여 다중화하는 것

   - 아날로그 다중통신방식에서 많이 사용

   - 정보의 양이 크면 주파수 대역폭이 많이 필요

 2) 시간 분할 다중화

   - 전송하고자 하는 각각의 정보를 시간을 다르게 분할하여 다중화

   - 정보의 양에 따라 많은 시간이 필요

   - 현재 전세계 디지털 통신의 다중화 방식으로 사용

   - 최대 40G 전송가능

    - TDM의 종류

      가. STDM(Synchronous TDM)

         - Time slot을 고정적으로 할당

         - PDH(유사동기식 다중화), SDH(동기식 다중화)

      나. ATDM(Asynchronous TDM)

         - Time slot을 동적으로 할당

         - 통계적 시분할 다중화기라고도 함(Statistical TDM)

  3)CDM(Code Division Multiplexing)

    - 코드를 다르게 하여 다중화하는 방식

    - 이동통신에서 하나의 주파수를 이용해 여러 사람이 통화할 수 있도록 하는 방식

    - 사람의 음성마다 통화자 고유의 코드를 부여하여 다중화

  4)WDM(Wavelength Division Multiplexing)

    - 광통신에서 사용되는 다중화 방식

    - 여러 개의 신호를 파장을 분할하여 다중화

    - 2.5Gbps, 10Gbps의 전송속도를 갖는 다수의 채널을 한 개의 광섬유를 통해 전송 가능

    - FDM 방식의 일종으로 볼 수 있음

    - 광수동 소자만으로 쉽게 분기, 결합 가능

    - 대용량 데이터 전송 가능하고 확장성이 좋음(파장 추가로 전송용량 증대 가능)

    - 중장거리 통신에 이용됨

5. 다중화 방식의 비교

출처

http://ko.wikipedia.org/wiki/코드분할다중접속

참조

http://www.campus21.com

1. 개요

2. 전송단위(Transmission Unit)

  1) dB

  2) Neper

  3) dB과 Neper의 관계

3. 절대 레벨

  1) dBm

  2) dBW

  3) dBmV

4. 상대 레벨

1. 개요

 - 전송단위(Transmission Unit)란 신호 전송시 신호의 감쇠나 이득을 표현하는 단위

 - 감쇠나 이득을 직접비로 표현할 수 있으나 큰 숫자로 표현되기 때문에 현실성이 없어 [dB], [Nep] 등의 단위를 사용함

2. 전송단위

 1) dB

   - 전송의 감쇠, 이득을 상용대수로 표현한 것

   - 전력비 N=10*log10(p2/p1) [dB]

   - 전압 또는 전류비 N=20*log10(v2/v1) [dB]

 2) Neper

   - 전송의 감쇠, 지연, 이득량을 자연대수로 표현한 것

   - 전력비 N=(1/2)*loge(p2/p1) [Nep]

   - 전압 또는 전류비 N=loge(v2/v1) [Nep]

 3) dB와 Neper의 관계

   - 1[Nep]=20*log10e=8.686 [dB]

   - 1 [dB]=0.115 [Nep]

<참고> 다음 공식을 이용하여 증명 가능

3. 절대 레벨

 - 절대 레벨이란 어떤 기준치를 정해놓고 이 기준치와 비교한 level의 비를 의미함

 - dBm, dBW, dBmV

 1) dBm

  - 1[mW]를 기준으로 한 절대 level

     [dBm]=10*log10(P[W]/1[mW])

  - 600옴계: 내부/부하저항 600옴, 기준 전력 1[mW]

        회로전류 I=root(P/R)=root(0.001/600)=1.29mA

        부하전압 V=root(P*R)=root(0.001*600)=0.775V

  - 75옴계: 내부/부하저항 75옴, 기준 전력 1 [mW]

        회로전류 I=root(P/R)=root(0.001/75)=3.65mA

        부하전압 V=root(P*R)=root(0.001*75)=0.274V

  - 600옴계와 75옴계의 레벨 교청치: ±9dB

                (20log10(0.775/0.274)= 약 9dB)

 2) dBW

  - 1[W]를 기준으로 한 절대 level

     [dBW]=10*log10(P[W]/1[W])

  - dBm과의 관계 0[dBW]=30[dBm]

 3) dBmV

  - 1[mV]를 기준으로 한 절대 level 단위로 75옴 부하에 공급되는 전압이 1mV일 때 0dBmV가 됨

    [dBmV]=20*log10(V[mV]/1[mV])

4. 상대 레벨

 - [dBr]: 전송계상 기준점을 정하고 측정하려는 지점의 전력량을 상대적으로 표시

 - [dBm0]: 상대 레벨의 점을 기준으로 했을 때의 절대 전력량 표시[dBr]

               [dBm0]=[dBm]-[dBr]

1. 개요

2. PLL 구성요소

 1) VCO

 2) Divider

 3) TCXO

 4) P/D

 5) Charge Pump

 6) Loop filter

3. PLL의 응용분야

1. 개요

 - PLL은 출력의 궤환신호(Feedback Signal)을 입력신호와 비교하여 출력신호가 일정한 값이 될 수 있도록 제어하는 궤한시스템임

 - PLL(Phase Locked Loop)은 기본적으로 위상검출기(Phase Detector), Loop Filter, VCO(Voltage Controlled Oscillator), 주파수 분주기로 구성됨

 - 현재 거의 모든 통신시스템에서 PLL방식이 없이는 구현이 불가능할 정도로 널리 사용되고 있음(디지털 통신에서 위상고정, RF분야에서 주파수 고정)

2. PLL 구성요소

 1) Voltage Controlled Oscillator

  - 입력 전압에 따라 특정한 주파수를 내보내는 PLL의 최고 핵심 요소

  - 스스로 특별한 기능을 수행하는 것은 아니고 입력되는 전압이 있으면 해당되는 주파수를 출력시킴

  - 온도나 주변 전자파 환경 등 주변 영향에 민감하므로 PLL과 같은 복잡한 구조를 사용함

 2) Divider(Counter)

  - VCO 출력주파수를 비교시켜야 하는데 주파수가 너무 높아 비교하기 힘들므로 적절한 비율로 나누어 비교하기 좋은 주파수로 만들어 주는 기능을 함

 3) TCXO(Temperature Compensated X-tal Oscillator)

  - 온도변화와 무관하게 흔들림 없이 매우 안정적인 주파수를 발생할 수 있는 X-tal Oscillator

  - 이 변하지 않는 주파수를 기준주파수로 삼아 출력주파수가 맞는지 틀린지를 비교

 4) PD(Phase Detector)

  - TCXO 기준 주파수와 Divider를 통해 나뉘어져 들어온 출력주파수를 비교하여 그 차이에 해당하는 펄스열을 내보냄

5,6)펄스전압변환

 5) Charge Pump

  - Phase Detector에서 나온 펄스폭에 비례하는 전류를 펄스 부호에 따라 밀거나 당겨줌

  - 펄스를 전류로 변환해주는 과정에서 전류 이득이 존재하고 이 양은 Lock time을 비롯한 PLL의 성능에도 큰 영향을 줌

 6) Loop Filter

  - 저역통과 여파기로 구성된 이 필터는 Loop 동작 중에 발생하는 각종 잡스런 주파수들을 걸러냄

  - Capacitor를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 VCO 조절 단자의 전압을 가변하는 역할을 한다(Q=CV)

3. PLL의 응용분야

 - PCS의 중계장치 및 단말기용

 - 900MHz CDMA 중계장치 및 단말기용

 - TRS 단말기용- 위성 송수신 Modem용

 - GSM 중계장치 및 단말기용

 - Radar System용

 - 무선 LAN system

 - 무선 CATV 장치용

 - 무선 Repeater용

 - WLL System 및 IMT 2000 System 단말기용

출처

http://www.rfdh.com

1. 개요

2. 부호화의 종류

 2.1 소스코딩

 2.2 암호코딩

 2.3 채널코딩

    2.3.1 FEC(Forward Error Correction)

          가. 블록부호화

          나. 비블록부호화

    2.3.2 ARQ(Automatic Request for Repeat)

          가. 정지-대기 ARQ

          나. 연속적 ARQ

          다. Adaptive ARQ

          라. Hybrid ARQ ------->  단일 topic으로 조사할 것

3. 상호비교

1. 개 요

 - 음성, 영상등의 정보를 신호처리 및 보안상의 이유로 변환하는 기술을 총칭

 - 전송효율을 향상시키기 위해 정보원(Information source)을 디지털 신호로 변환시키는 과정이 소스코딩임

 - 디지털 정보원의 전송은 채널의 다양한 특성에 의해서 오류가 발생할 수 있는데 이러한 문제를 해결하기 위해서 채널코딩이 요구됨

 - 암호코딩은 다수의 사용자가 사용하는 통신에서 개인의 프라이버시와 기밀스런 정보 보호를 위해서 요구됨

 - 디지털 통신의 개요

   Source coding → Encrypt → Channel coding → Modulation 

2. 부호화의 종류

 2.1 소스코딩

    - 정보원(Information Source)을 디지털 형식으로 변환, 압축하는 과정

    - 소스코딩의 목적

      가. 디지털화 및 압축: 아날로그 신호원으로부터 A/D 변환(표본화, 양자화)을 수행하고(Digitising) 잉여정보를 제거(Compression)

      나. 평균코드길이의 최소화를 지향: 가장 적은 수의 비트로 원래의 정보를 표현할 수 있는 방법을 모색, 평균코드길이가 짧을수록 효율적임

    - 소스코딩의 분류

      가. 코드길이가 일정한가에 따라

          - 고정 길이 부호화(Fixed Length Coding)

          - 가변 길이 부호화(Variable Length Coding)

       나. 원천 정보 형태에 따라

          - 영상부호화: JPEG, MPEG

          - 음성부호화: 파원부호화(보코딩), 파형부호화(PCM,DM)

       다. 원 데이터 손실여부에 따라

          - 무손실(Lossless) 압축 부호화: Huffman coding, Arithmetic coding, Run-length coding 등 

          - 손실(Lossy) 부호화: DCT(Discrete Cosine Transform), Quantisation, PCM 등

 2.2 암호코딩

     - 통신에서 사용자마다 유일한 번호를 부여하므로 다른 사용자는 이 번호를 알 수 없이 통신 보안성을 확보함

     - 의사잡음 부호(PN code)

  2.3 채널코딩(Channel coding)

     - 디지털 전송 신호에 어떤 부수적인 잉여 비트를 삽입하여 전송 시 채널에 가해지는 각종 잡음으로 인한 에러를 검출, 정정하는 기능을 가짐

     2.3.1 FEC(Forward Error Correction, 전방에러정정)

       - 무선통신 에러정정

       - 오류정정을 위한 여분의 비트를 추가하여 전송하므로 수신쪽에서는 이를 이용하여 오류를 검출하여 정정하는 방식

       - 장점: 역채널이 필요없고 연속적인 데이터 전송 가능

       - 단점: 코딩방식 복잡, 추가 bit 사용으로 인해 코딩 효율 저하 

        가. 블록 부호화(Block coding)

            - 에러 정정이 해당 블럭에만 국한되는 방식(정보 비트+패리트 비트)

            a. 선형 code: Hamming code

            b. 순회 code: BCH(ex>Reed-solomon coding),  CRC(Cyclic Redundancy Check)

        나. 비블록부호화(Non-Block coding, Convolution Coding, 길쌈부호화)

            - 1개의 정보비트를 V개의 확장 비트로 변환하여 전송하는 방식임

            - 정보 비트가 sequence내에서 일정한 룰에 따라서 분산되어 부호화 됨

            - 부호기에 기억장치가 있어야 하고 선형 블록부호보다 복잡한 구조를 가지고 있으나 에러 정정능력 우수  

            - 현재의 입력이 과거의 입력에 대하여 영향을 받아 부호화되는 방법임

            - Viterbi-Alogorithm, Trellis encoder

            - 이동통신분야에서 Convolution code(CDMA) → Turbo code(3G) → LDPC(Low Density Parity Check)(4G)로 진화

※Concatenation codes

  - 2개의 부호기를 함께 사용, 연집 오류와 랜덤 오류에 강력한 정정능력을 갖도록 한 부호방식

  - Inner code: Convolution code, Outer code: Reed-solomon

     2.3.2 ARQ(Automatic Repeat Request)

       - 데이터통신 에러정정

       - 검출 후의 재전송 요청

        가. 정지-대기 ARQ: 수신 완료 메세지 받은 후 송신

        나. 연속적 ARQ

           a, Go ＆ Back ARQ: 에러 발생한 블록부터 재전송

           b. Selective ARQ: 에러가 발생한 프레임만 전송, 효율은 좋으나 구조 복잡

        다. Adaptive ARQ

          - BER↑, 블록의 길이↓

          - BER↓, 블록의 길이↑ 즉, 에러 발생 확률에 따라 프레임 길이 조절

          - 전송 효율은 좋으나 제어회로가 복잡하고 채널 대기시간 발생

        라. Hybrid ARQ

          - ARQ 방식과 FEC방식의 단점을 보완한 에러정정 방식(4G)

          - Hybrid ARQ 프로토콜은 FEC 방식으로 어느 정도 오류 정정을 한 후 다시 오류를 검출하여 있을 경우, 새 전송을 요구하는 방식

          - 전송 Error가 적으면 FEC 방식 적용

3. 상호 비교

    [참고]

    1. 음성 부호화

      - 주로 음성통신을 위해 음성정보를 가능한 낮은 속도로 전송할 수 있게하거나, 적은 정보량으로도 저장이 가능토록 하는 기법 

    2. 음성신호 압축 모델에 따른 분류

        2.1 파형부호화(Waveform coding)

            - 음성신호의 모양 즉 파형을 기반으로 하는 압축방식                  

            - PCM, DPCM, DM, ADPCM 등

        2.2 파원부호화(Vocoding)

            - 음성신호 발성모델을 이용하여 특정 파라미터 만을 전송함으로써 수신부에서 얼마나 비슷한 소리가 복원되는가에 관심을 갖고 개발된 코딩 방식 

            -  LPC, AMR 등

        2.3 혼합부호화

            - 위 두방식의 장점을 결합

            - CELP, SBC(Spectral Band Coding) 등    

    3. 음성신호 A/D 변환

   4. 음성코딩 표준

     - 방송, 음향기기에서는 Dolby AC-3, MPEG-2 AAC등이 주로 사용됨

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=900&m_search=coding

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?nav=2&m_temp1=997&id=112

http://nooriry.egloos.com/1543852

1.채널 용량 개념

2. Shannon의 채널 용량

3. Nyquist의 채널 용량

4. 통신용량을 증가시키기 위한 방안

 4.1 전송 채널의 대역폭 증가

 4.2 신호 전력 증가

 4.3 잡음 전력 감소

5. 채널용량 예

1.채널 용량 개념

 - 채널용량이란 주어진 채널을 통해 신뢰성 있게 전달할 수 있는 최대 정보량(초당 비트 수)

 - 채널모델 및 전송제약조건이 주어진 상태 하에서 신뢰성 있는 통신이 가능한 최고 전송률

 - 즉, 오류없는 통신의 이론적 한계

2. Shannon의 채널 용량

 - 대역폭, 신호 및 잡음의 강도에 의한 최대 전송용량

 - C=W*log2(1+S/N) 

   C:채널용량[bps], W:대역폭{Hz], S:신호전력[Watt], N:잡음전력[Watt]

 - 채널 용량에 대한 공식이 의미하는 바는

    잡음이 없다면(N→0,S/N→∞) 임의 대역폭에서 채널용량을 거의 무한히 할 수 있다

    잡음이 많다면(N→∞,S/N→0) 대역폭을 아무리 증가시켜도 채널 용량을 크게 할 수가 없다는 것을 의미

 - 채널 용량에 대한 Shannon의 증명은 채널 용량 C에 도달하는 방법을 제공하는 것이 아니라, 이론적 한계치를 제시함 즉 '잡음이 존재하는 곳에서 신뢰할 만한 통신'이라는 이론적 한계치를 제시

 - 채널용량 한계치에 도달하는 방법들에 대해서는 부호화 이론 등에서 이론적 한계치 C에 근접하기 위한 방법을 찾고 있다

<참조>

샤논은 실질적으로 잡음 즉 AWGN을 고려한 상태에서 채널을 통해 전송할 수 있는 최대 전송률을 나타낸 것이다. 따라서 채널의 대역폭(ISI가 없는 상태에서...)이 결정된 상태에서 채널의 잡음을 고려한 잡음이 있는 채널에서의 최대 전송률을 나타낸 것

3. Nyquist의 채널 용량

 - Gauss 잡음이 없는 이상적인 통신 채널에서 신뢰성 있는 통신을 위하여 전송 가능한 최대 정보 전송률

 - C=2W*log2M

    C:채널용량[bps], W:대역폭{Hz], M:신호의 레벨수(log2M: 한 번에 보낼 수 있는 비트수)

<참조>

Nyquist 전송률은 무잡음채널에서 전송할 수 있는 이론적인 최대 전송률

심볼간 간섭(ISI : InterSymbol Interference)이 없는 상태에서 최대 전송률을 제시

나이퀴스트 전송률은 최대로 전송할 수 있는 심볼수는 RS=2W, 여기선 W는 채널의 대역폭(Hz)을 나타낸다. 이를 초당 비트수로 나타내면 Rb= RS×log22k

4. 통신용량을 증가시키기 위한 방안

 4.1 전송 채널의 대역폭 증가

    - 유선의 경우 전송채널의 대역폭을 증가시킨다는 것은 사용하지 않은 높은 주파수대역을 사용하거나 재질을 개선하여 대역폭을 증가시키는 방안이 있음

    - 대역폭을 증가시키는 것은 통신용량을 증가시키는 가장 효율적인 방법이지만 선로의 구축비용 상승으로 신중하게 고려해야 함

    - 그러므로 망을 구축할 때부터 미래 늘어날 통신용량을 고려하여 망을 설계하여야 함

 4.2 신호 전력 증가

    - 송신 신호의 전력을 증가시키면 통신용량이 증가됨

    - 그러나 송신신호 전력을 증가시키는 것은 송신기의 설계와 관계되므로 이 방법은 적합하지 않음

    - 단, 너무 낮은 전력으로 송신하지 않도록 하는 고려가 되어야 함

 4.3 잡음 전력 감소

    - 통신선로의 차폐를 효과적으로 하여 외부에서 유입되는 잡음을 억제하면 통신용량이 향상됨

    - 그러나 차폐를 하는 것은 선로의 비용이 향상되므로 신중하게 고려해야 함

5. 채널용량 예

  - 채널의 최대 사용가능한 주파수 대역폭이 2500[Hz]이고, 신호 대 잡음비가 30[dB], 즉 잡음이 신호의 1/1000인 전송 채널 있을 경우의 채널용량은 2500*log2(1+1000/1)=24900[bits/sec]

  - Shannon의 공식을 이용하면 원하는 데이터 전송률에 요구되는 대역폭을 결정할 수가 있음

    채널 용량이 10,000bits/sec, 신호 전력이 100W, 잡음 전력이 10W라 하면 대역폭은

     C/log2(1+S/N)=10,000/log2(1+100/10) 

                       =10,000/log2(11)

                       =10,000/3.74=2880[Hz]   

<참조>

열잡음

 - 가장 일반적으로 발생되는 잡음

 - 주로 저항성 소자에서 전자의 열적 불규칙 운동에 의해 발생되는 잡음

 - 통신이론에서 잡음을 모델링하는데 주로 사용

 - 관심이 있는 거의 전 주파수 대역에서 균등한 확률분포 형태를 갖음

잡음은 도체내의 전자의 열운동에 의해 발생하는 것으로 우리가 제거할 수 없는(절대온도 -293도에는 가능하지만...) 불규칙적인 신호이다. 이러한 잡음특성은 수학적으로 AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 나타낼 수 있다

열잡의 또다른 명칭

 - 존슨 잡음, 나이퀴스트 잡음

 - 백색 잡음, 랜덤잡음이라고도 함(거의 대부분의 주파수 성분을 다 포함하고 있기 때문에 백색이라고 함)

 - AWGN(Additive White Gaussian Noise) 이라도 불리워짐

             Additive (부가적인) : 잡음이 신호 위에 더해지는 성질

             White Noise (백색 잡음) : 모든 주파수에 걸쳐서 전력 스펙트럼 밀도가 일정한 신호

                                     (모든 신호가 합쳐진 상태)

             Gaussian (가우시안) : 신호의 평균이 0이며 자기 상관함수가 시간축의 이동에 영향을 받지 않는 상태   

<참조>

잡음과 간섭

우리가 신호를 전송하고 수신할때 성능에 영향을 미치는 중요한 요소들이 많다. 그 중 대표적인 것이 잡음과 간섭이다.

이중 잡음은 도체내의 전자의 열운동에 의해 발생하는 것으로 우리가 제거할 수 없는(절대온도 -293도에는 가능하지만...) 불규칙적인 신호이다. 이러한 잡음특성은 수학적으로 AWGN(Additive White Gaussian Noise)으로 나타낼 수 있다. 즉 신호에 부가되며, 전 주파수 대역(white의 의미)에 영향을 미치며, 확률적으로 가우시한 분포(정규분포)를 따르는 신호다. 따라서 이러한 잡음은 신호대잡음비(SNR : Signal to Noise Ratio)를 증가시켜서 통신시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. 우리가 통신 공학 책에서 많이 보는 비트오류율 대 신호대잡음 그래프에서 워터폴(폭포의 모습처럼 생겼다고 해서)에서 SNR이 증가할 수록 BER이 향상되는 것을 볼 수 있다.

반면 ISI에 의한 영향은 다르다. SNR이 증가할 수록 어느정도 성능은 증가하나 SNR이 아무리 증가시켜도 성능이 증가되지 않는 지점이 나타난다. 따라서 ISI는 통신시스템의 성능의 한계를 나타내기도 한다. 이러한 ISI을 극복하고 성능을 증가시키기 위해서는 별도의 등화기 또는 다이버시티 기술이 필요한 것이다. 바로 이러한 ISI가 없는 상태에서 이론적으로 채널을 통해 전송할 수 있는 전송률을 밝혀낸 것이 나이퀴스트 전송률인 것이다.
 

<References>

http://cafe.naver.com/4billion/690

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=sdc015b&logNo=120103566423

1. 개요

2. 계층적 변조의 개념

3. 6MHz에서 HD/SD 동시 방송하는 경우 시스템 변수의 예

1. 개요

 - 두개의 서로 다른 전송 quality를 가진 방송신호를 하나의 신호열로 전송하는 것(하나의 송신기를 통해 전송)을 말함

 - 수신 환경의 좋고 나쁨에 따라 2개의 stream 중의 하나를 선택 수신할 수 있음

 - 유럽형 지상파 시스템인 DVB-T에 적용

2. 계층적 변조의 개념

 - 일반적으로 QAM 성상도의 크기가 커지면 비트전송률은 증가하지만 전송성능은 저하됨

 - 계층적 변조에서는 중요한 데이터에 대해서는 낮은 성상도의 변조방식을 상대적으로 우선 순위가 낮은 데이터에 대해서는 높은 성상도의 변조방식을 적용하여 전송

 - 표준 해상도의 데이터 스트림은 높은 우선 순위, 고화질 정보는 낮은 우선 순위에 의해 변조 방식을 적용하여 전송 채널이 열악한 환경에서도 최소한의 표준 해상도의 방송을 시청할 수 있도록 보장함

 - 독립적인 2개의 stream이 하나의 성상도상에 맵핑된 후, 수신 환경의 좋고 나쁨에 따라 HP와 LP를 선택적으로 수신할 수 있음

 - HP(High Priority)라고 불려지는 스트림이 LP(Low Priority) 스트림에 조합(Embedded)됨

 - 수신 환경이 좋은 수신기는 HP stream과 LP stream을 모두 수신하지만, 수신 환경이 좋지 않은 수신기는 HP stream만 수신

  가. 계층적 변조 구조

    나. 계측정 변조 성상도

        - QPSK in 16QAM

http://www.terjin.com/dl/summit/2004_baumgartner.pdf

       - QPSK in 64QAM

http://www.terjin.com/dl/summit/2004_baumgartner.pdf

            다. HP와 LP 비교

3. 6MHz에서 HD/SD 동시 방송하는 경우 시스템 변수의 예

      - 변조: QPSK가 내재된 64QAM 적용(QPSK+16QAM)

     - Guard interval: 1/32 ㎲

     - Code rates: Low priority(HD) service:3/4, High priority(SD) service:1/2

     - Video resolution: HD(720p), SD(480i)

     - Bit rate:HD layer(13.6Mbps), SD layer(4.5 Mbps)

<Reference>

http://www.msip.go.kr/www/brd/m_171/down.do?brd_id=w_g0407&seq=62&data_tp=A&file_seq=1

http://www.transmitter.com/DTV/Hierarchical_6.pdf

https://tech.ebu.ch/docs/techreview/trev_294-weck.pdf
http://www.terjin.com/dl/summit/2004_baumgartner.pdf

1. 개요

2. 발생원인

3. Nyquist 채널

   3.1 필터효과를 고려한 전송채널 모델

   3.2 심볼간 간섭(ISI)을 영으로 만드는 Nyquist 채널 특성

   3.3 Nyquist 채널 응답의 구현

4. ISI 방지 대책

5. Eye pattern

1. 개요

 - Inter Symbol Interference의 약자로 심벌간 간섭을 의미

 - ISI는 전송되는 디지털 심볼 신호가 다중경로 페이딩, 대역제한된 채널을 통과하는 등의 문제를 겪으면서 발생되는 디지털 심볼간에 상호 간섭현상을 말한다.

 - 이로 인해 디지털 펄스 전송 간에 비트중첩과 간섭에 의한 오류가 발생

 - PCM 통신 채널에서  펄스 파형이 일그러져 수신기에서 각 비트에 할당된 타임 슬롯을 벗어나 인접 슬롯으로 들어가 복원과정에서 정보를 판정할 때 간섭을 주는 현상

 - 전송로의 잡음에 의해 일어나지만 잡음이 없는 상황에서도 불완전한 필터 작용과 시스템 대역의 제한으로 심볼 간의 간섭이 일어날 수 있음

2. 발생 원인

  2.1 전송로 잡음

  2.2 불완전한 필터 

  2.3 시스템 대역 제한

       - 실제 전송채널은 대역폭이 제한

       - 데이터 심벌은 채널 통과 시 필터링 효과로 퍼지고 훼손된다

       - 연속되는 심벌의 퍼짐은 심벌간 간섭(ISI)을 야기

3. Nyquist 채널

  3.1 전형적인 Baseband 디지털 시스템

      - 송신단, 채널, 수신단의 필터효과를 고려한 전송 모델에서 전체적인 등가전달함수 H(f)는 다음과 같다

         H(f)=Ht(f)×Hc(f)×Hr(f)

     - 필터링 효과 때문에 수신된 펄스 신호는 그림처럼 서로 Overlap 되어 Intersymbol Interference(ISI)를 일으킨다

     - 잡음이 있는 경우는 비트에러율이나 심벌에러율 더 악화

     <출처>  http://cnx.org/content/m26781/latest/?collection=col10805/latest 

   3.2 심볼간 간섭(ISI)을 영으로 만드는 Nyquist 채널 특성

        - Nyquist는 Rs[Symbols/sec]의 심벌 전송률로 전송되는 데이터를 ISI 없이 검출하기 위해 필요한 최소한의 대역폭은 W=1/2×Rs or 1/2T[Hz]임을 증명함

        - 아래는 이상적인 Nyquist 필터의 특성을 나타냄

                                             (a) H(f)=T×rect(f/(1/T))

                                             (b) h(t)=sinc(t/T)

        - 전형적인 디지털 Baseband system 전달함수가 나이퀴스트 필터 특성을 갖도록 할 경우 ISI 없이 입력신호 검출 가능

            H(f)=Ht(f)×Hc(f)×Hr(f)=Nyquist 필터

        - 2개의 펄스(h(t), h(t-T))가 Long-tail을 갖고 있음에도 h(t-T)가 sampling 되는 시점에 h(t)는 항상 Zero point를 통과하여 Zero ISI가 됨

   - 근사화된 이상적인 나이퀴스트 필터로 가장 많이 사용하는 것은 올림 코사인 함수(the raised cosine)임

     (Roll off 계수, r=(W-Wo)/Wo, 0≤r≤1)

     (Rs[Symbols/sec]의 심벌 전송률에 대하여 ISI가 발생하지 않기 위해 필요한 최소한의 대역폭 W=1/2×Rs(1+r)) 

  3.3 Nyquist 채널 응답의 구현

     - 시스템 전달함수인 H(f)가 Nyquist 채널 특성을 갖도록 수신측에서 보상하는 회로를 등화기라한다

         Hrc(f)=Ht(f)×Hc(f)×Hr(f)×He(f)

          여기서 He(f)가 등화기의 주파수 전달함수이다

      - 송신과 수신단 필터가 올림 코사인 제곱근(Root Raised Cosine, RRC)인 주파수 전달함수를 갖는다면         

       채널 왜곡을 보상하기 위한 등화기의 전달함수는 단순히 채널 전달함수의 역(He(f)=1/Hc(f))으로 하면된다.

4. ISI 방지 대책

 - 부호 간 간섭이 '0'이 되도록 하는 펄스 성형 필터(올림 코사인 제곱근 필터)를 사용

 - 진폭과 위상 왜곡과 같은 전송로의 왜곡의 보상을 위한 등화기(equaliser)를 사용

 - 등화기의 특성을 조정하기 위해 눈 패턴을 사용함

5. Eye pattern

 - 오실로스코우프로 측정 가능

 - 수신 신호를 오실로스코우프의 수직편향판에 가하고 전송된 심볼율(Rs[symbol/sec]=1/T[sec/symbol])과 동일한 주기를 갖는 톱날파를 수평편향판에 가하면 눈패턴이 생김

 - 눈을 많이 뜰수록 잡음이 없는 것이고 눈이 완전히 감기면 ISI 간섭이 매우 심한 경우임

  가. Timing error

      - sampling에서의 에러에 관련한 것으로서 눈이 열린 최대 높이의 위치가 최적의 샘플링 순간이 된다

   나. Sensitivity

      - 아이 패턴의 기울기를 통해 시간 오차에 대한 민감도를 알 수 있다

   다. Noise Margin

      - 눈이 열린 높이만큼을 잡음에 대한 여분으로 잡을 수 있다

   라. Maximum Distortion

      - 눈 패턴의 맨 위와 아래의 파형들의 진동폭은 신호가 샘플링되는 순간 왜곡되는 최대값을 나타냄 

<References>

http://blog.naver.com/jhongban?Redirect=Log&logNo=100042576027

http://www.rfdh.com/bas_com/1-8.htm

http://www.ktword.co.kr/abbr_view.php?m_temp1=887

1. 개요

2. COFDM 도입 배경

3. 개념도

4. COFDM 특징

5. 응용

6. 8VSB vs COFDM

1. 개요

 - OFDM은 고속의 송신신호를 다수의 직교하는 협대역 반송파로 다중화시키는 변조방식을 OFDM이라 함

 - 일반적인 병렬 데이터 전송시스템의 스펙트럼 저사용 효율을 개선한 변조방식으로 주파수 이용효율이 높고, 다중경로에 의한 ISI에 강해 고속 데이터 전송에 적함함

 - COFDM은 Coded OFDM의 약칭

 - OFDM 변조전단에 채널부호화를 먼저 수행하여 채널에서 발생하는 오류를 정정하여 시스템의 성능을 향상시킨 기술을 말함

2. COFDM의 도입배경

 - OFDM은 다중경로에 의한 (페이딩과 ISI)의 영향에 의한 성능의 열화를 줄일 수 있으나 특정 부채널의 감쇠가 심한 경우 오류확률이 증가함

 - 다시 말하면, OFDM 방식을 사용함으로써 다중경로 채널에 의한 심볼간 간섭과 Fading의 영향을 줄일 수 있으나, 특정 부채널의 감쇠가 심한 경우에는 수신 SNR이 낮아 그 부채널로 전송된 데이터의 오류확률이 증가하게 됨

 - 이러한 성능저하를 방지하기 위해서 OFDM 방식에서는 전방오류정정(Foward Error Correction) 부호를 함께 사용

* 다중경로 채널의 페이딩

 -  서로 다른 경로를 따라 수신된 전파들이 서로 상호 작용을 일으켜 특정 장소에서 진폭, 위상, 입사각 등이 불규칙하게 요동치는 현상

3. 개념도

 3.1 채널부호화기

    - 전송 매체상에서 발생한 Error를 극복하기 위한 FEC부호 사용

    - 사용되는 오류정정부호로는 Reed-Solomon 부호, 컨볼루션 부호 등 강력한 오류정정부호를 사용함

    - FEC 부호와 함께 버스트 에러방지를 위한 인터리빙을 사용함

  3.2 OFDM 변조기

    - OFDM은 전체 대역폭을 많은 수의 협대역 서브채널로 나누고, 직렬입력 심볼열을 병렬심볼열로 변환한 후 이를 각 부반송파에 의해 병렬 전송함

    - 다중경로전파에 의해 발생하는 Inter Symbol Interference와 Intra Symbol Interference를 피하기 위해 보호구간(Guard Interval)에 CP(Cyclic Prefix)를 삽입함

    - 송신기는 IFFT, 수신기는 FFT를 이용하여 구현

4. COFDM의 특징

 - 육상의 방송채널에 적합한 변조방식 중 하나임

 - 다중경로 전파에 강함

 - 높은 스펙트럼 효율성

 - 협대역 동일채널간섭에 강함

 - 단일채널네트워크(SFN) 구성이 용이함

 - 채널부호화를 사용하여 낮은 SNR에서 BER 성능을 개선함

 - 구조가 복잡하고 복호화에 따른 데이터처리지연 발생함

5. 응용

 - COFDM은 유럽형 지상파 DTV 표준인 DVB-T에 적용

 - DVB-T는 두 번의 인터리버와 두 번의 채널부호화 과정을 통해 이동수신이 가능함

  6. 8-VSB vs COFDM

<References>

http://blog.naver.com/hence74?Redirect=Log&logNo=110072859349