[정보통신기사] 아날로그 전송 - 변조와 복조, ASK, FSK, PSK, QAM, AM, FM, PM

A. 디지털 대 아날로그 전송

 

Digital-to-Analog Modulation (변조): 디지털 정보를 아날로그 신호로 변조하여 전송.

• 모뎀 이용
  

  

  디지털 대 아날로그 전송

1. ASK (진폭편이변조)
2. FSK (주파수편이변조)
3. PSK (위상편이변조)
4. QAM (구상진폭변조)

 

- 변조와 복조

• 변조 (modulation): 어떤 정보를 아날로그 반송 신호 주파수로 변환하는 것
• 복조 (demodulation): 전송 후 다시 원래의 정보로 변환하는 것

아날로그 신호의 장거리 전송을 위해서는 전송 채널에 적합한 변조 방식을 사용해야 함 --> 반송파 (carrier wave)

 

- 모뎀의 기능

• 변조, 복조
• 자동 응답 기능: 연결 요청 신호 받으면 자동 응답
• 자동 호출 기능: 수신자 응답 없을 때 지정 횟수만큼 호출시도
• 자동 속도 조절 기능: 상대방 통신 속도 감지하여 자신의 속도 조절

 

1. ASK : Amplitude Shift Keying (진폭편이변조)

• 비트 0과 1을 표현하기 위해 신호의 진폭 변경하는 방식.
  • 주파수와 위상은 일정하게 유지.
  • 각 진폭값은 비트값에 따라 결정되고, 각 비트의 지속 시간 동안 신호의 최대 진폭은 일정하게 유지됨.
  • 비트율 = 보오율
• 디지털 클럭이 1이면 높은 진폭, 0이면 낮은 진폭
• 전송 속도는 전송매체의 물리적 특성에 의해 제한됨.
  • 속도 느리고, 데이터 전송용으로 거의 사용되지 않음.
• 잡음 간섭에 매우 민감.

  

  ASK : Amplitude Shift Keying (진폭편이변조)

• ASK에서 대역폭은 신호율보다 같거나 크다. (신호율에 비례함.)

 

2. FSK: Frequency Shift Keying (주파수편이변조)

• 비트 0과 1을 표현하기 위해 주파수를 변경하는 방식
  • 최대 진폭과 위상은 일정하게 유지
  • 각 주파수 값은 비트값에 따라 결정
  • 비트율 = 보오율
  • ASK의 잡음 문제 대부분 해소
  • 넓은 대역폭 차지
    

    

    FSK: Frequency Shift Keying (주파수편이변조)

 

3. PSK: Phase Shift Keying (위상편이변조)

 

• 비트 0과 1을 표현하기 위해 신호의 위상을 변경하는 방식
• 최대 진폭과 주파수는 일정하게 유지
• 각 위상 값은 비트값에 따라 결정.
• ASK의 잡음 문제나, FSK의 대역폭 문제 해결
  

  

  PSK: Phase Shift Keying (위상편이변조)

 

- 성운 다이어그램 (Constellation diagram)

 

비트값과 위상과의 관계를 나타낸다.

성운 다이어그램 (Constellation diagram)

 

4. QAM: Quadrature Amplitude Modulation

 

• ASK와 PSK를 조합한 방법
• FSK는 대역폭에 제한이 있어 조합에 사용하지 않음.
• 진폭의 편이보다 위상의 편이를 더 많이 사용.
  • 진폭의 변화는 잡음에 취약하고, 위상 변화보다 많은 편이 차이를 요구하기 때문.

 

B. 아날로그 대 아날로그 전송

Analog-to-Analog Modulation: 아날로그 정보를 아날로그 신호로 변조

아날로그 대 아날로그 전송

1. AM (진폭 변조)
2. FM (주파수 변조)
3. PM (위상 변조)

 

1. AM: Amplitude Modulation (진폭변조)

 

• 신호의 진폭 변화에 따라 반송파의 진폭이 변경되는 방식.
• 주파수와 위상은 일정하게 유지
• 변조 신호는 반송파의 외곽선에 해당됨.
  

  

  AM: Amplitude Modulation (진폭변조)

• 회로가 간단하고, 비용이 적다.
• 잡음에 약하고, 전력 효율이 나쁘다.

 

2. FM: Frequency Modulation (주파수변조)

 

• 신호의 진폭 변화에 따라 반송파의 주파수도 같은 비율로 변경
• 최대 진폭과 위상은 일정하게 유지
• 대역폭은 넓게 차지하지만, 잡음에 강함.
  

  

  FM: Frequency Modulation (주파수변조)

 

3. PM: Phase Modulation (위상변조)

• 신호의 진폭 변화에 따라 반송파의 위상이 변조
• 최대 진폭과 주파수는 일정하게 유지
• H/W를 좀 더 단순하게 하기 위해 주파수 변조의 대안으로 일부 시스템에서 사용
  

  

  PM: Phase Modulation (위상변조)

 

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