네지덤

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    2. 네트워크 기출문제

변조 (Modulation)

개념
- 아날로그 신호를 디지털 데이터로 바꾸는 기법

I. 아날로그 신호를 디지털 데이터로 바꾸기(digitization) 위한 변조

PCM

델타 변조

- 아날로그 신호를 디지털 데이터로 바꾸기 위해 가장 널리 사용되는 기법

- Sampling, encoding, quantizing

- PCM의 복잡도를 낮추기 위해 개발된 기술

- 델타: 샘플링 시 직전 표본과의 차이값

 

II. PCM(Pulse Code Modulation)

 가. PCM의 전송과정

 

 나. PCM의 구성

 다. PCM 전성과정 설명

전송과정

설명

표본화

- 연속적으로 변화하는 값을 일정한 시간적 간격으로 나누어 표본을 추출하는 것

- PCM 아날로그 음성신호를 디저털화하기 위한 사전작업으로 sampling time 간격으로 나누어 추출하는 과정

- Sampling time 간격의 기준으로 나이퀴스트 샘플링 정리가 활용됨

부화화

- 연속적인 아날로그 값을 이산적인 디지털 값으로 바꾸는 A/D 변환

- 표본화된 펄스의 크기를 부호화하기 위한 값으로 바꾸어주는 과정

양자화

- 각 데이터 정보 하나 하나에 할당되는 2진 표현으로 바꾸는 과정

 

 라. 나이퀴스트의 샘플링 정리(Nuquest Theorem)

구분

설명

fs = 2f

- 디지털 전송에서 부호 간 간섭을 없애는 조건으로 입력 신호의 최고 주파수의 2배 이상의 주파수에서 표본화하면 원신호를  충실하게 재현할 수 있음

- fs : 샘플링 주파수, f : 나이퀴스트 주파수

샘플링 사례

- undersampling 시 앨리어싱 발생

  - 나이퀴스트 정리 이상으로 표본화하여 앨리어싱 최소화

  - 음성신호의 경우 최대 4000Hz의 주파소를 가정하여 계수화하기 때문에 샘플 레이트는 초당 8000번임.

 

III. 델타 변조(Delta Modulation)

 가. 개념

  - 신호 표본치의 절대적 크기에 따라 부호화하는 PCM 방식과는 달리, 신호 표본치가 이전 표본치에 대하여 크고 작음만을 부호화한   변조방식

  - 델타가 양이면 1로 기록, 음이면 0으로 기록

 

 나. 델타 변조의 구성

구분

내용

구성도

구성 요소

Comparator

- 각 샘플링 구간마다 아날로그 신호의 값과 직전 계단 신호의 값을 비교

- 아날로그 신호가 더 크면 디지털 데이터의 다음 비트는 1

- 그렇지 않으면 0

Staircase maker

- 다음 비트가 1이면 델타만큼 올린 계단신호를 발생시킴

- 다음 비트가 0이면 델타만큼 낮춘 계단신호를 발생시킴

Delay unit

- 지연 유닛을 이용하여 두 비교 구간 동안 계단값을 일정하게 유지시킬 필요 있음

 

 다. 델타 변조의 문제점 및 ADM(Adaptive Delta Modulation)

구분

내용

문제점

이미지

-  입력 신호의 기울기가 클 경우에 경사과부화 잡음이 발생

- 입력신호의 기울기가 DM 계단 기울기 보다 작은 경우 과립형 (granular) 잡음이 발생

해결

방법

ADM

- 아날로그 신호의 진폭값에 따라 델타 값이 바뀜

 

 

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