그룹웨어와 xxxxx 제목 예제 -...

데이터통신

Mokwon University

부호화(encoding)

Mokwon University 컴퓨터네트워크/부호화 2

부호화(Encoding)의 개념

① Digital - to - Digital

② Analog - to - Digital

③ Digital - to - Analog

④ Analog - to - Analog

Encoder 정보 신호


① Digital-to-Digital Encoding Digital 정보를 Digital 신호로 변환하여 전송함

“Digital Signaling”


Unipolar Encoding “0” : zero 전위

“1” : 양 전위 (+A volts)

장점 : 단순성, 구현비용 저렴

단점 : DC 성분 존재 클럭 동기화 정보가 없음


Polar Encoding 양 전압(+A volts), 음 전압(-A volts) 사용

장점 : DC 성분이 없고, 클럭 동기화 정보 포함

단점 : 신호의 빈번한 변화로 대역폭 증가


NRZ-L과 NRZ-I

NRZ-L(level) “0” : +A volts “1” : -A volts

NRZ : non return to zero

n NRZ-I(invert)

“0” : 불변

“1” : 반전(invert)


RZ (return to zero) RZ(return to zero)

각 bit 구간에서 반드시 0-level로 돌아감

클럭 동기화 정보를 명확히 제공

대역폭 최대


Biphase (NRZ의 일종)

Manchester

Differential Manchester

RZ 방식과 동일한 수준의 클럭 동기화 정보를 제공

대역폭은 감소


Bipolar Encoding 양 전압(+A volts), 0(zero 전위), 음 전압(-A volts) 사용

: AMI (alternate mark inversion) - B8ZS (bipolar 8-zero substitution) : 북미 방식 - HBD3 (high-density bipolar 3) : 유럽, 일본 방식


기본 AMI(alternate mark inversion) “0” : zero 전위

“1” : 양 전위(+A volts) / 음 전위(-A volts) 교대

DC 성분은 없음

클럭 동기화 정보 - “1”이 출현될 때마다 제공 - “0”이 계속되는 동안에는 동기화에 문제 발생


B8ZS (bipolar 8-zero substitution) : 북미 방식

8개의 “0”이 계속되면 ‘violation’ 삽입

이전 극성에 따라 ‘violation’ 결정 - 이전 극성이 ‘+’이면 violation은 (+,-,0,-,+) - 이전 극성이 ‘-’이면 violation은 (-,+,0,+,-)


HDB3 (high-density bipolar 3) : 유럽, 일본 방식

4개의 “0”이 계속되면 ‘violation’ 삽입

‘violation’의 결정은 4가지 패턴


② Analog-to-Digital Encoding

Analog 정보를 Digital 신호로 변환하여 전송함

“A/D Conversion”

Codec의 역할 : 송신(Encoding), 수신(Decoding)


PAM (pulse amplitude modulation) Sampling(표본화) 혹은 Sample & Hold

시간축(time) : 연속 불연속

크기축(amp.): 연속 연속


PCM (pulse code modulation) 아날로그 신호의 디지털 직렬 전송

Sampling → Quantization → Binary coding → 직렬전송


PCM 과정 - Sampling & Quantization

- Binary coding

- Serial transfer


PCM terms(1) Sampling rate(표본화 속도)

※ Nyquist theorem : 원래의 아날로그 신호를 완벽하게 복원하기 위해서는 표본화 속도는 원신호의 최고주파수의 2배 이상

signal theofbandwidth : ,2 BBfs


PCM terms(2) # of levels per sample : n

# of bits per Sample : b

sampleper bits of # :

sampleper levels of # : re whe

log 2 2

b

n

nbn b

예제) 음성신호의 PCM 과정 대역폭 : B=4(kHz), Nyquist rate 사용, 양자화 : 256(levels)=8(bits)

⇒ sampling rate = 2 * 4(kHz) = 8 (k samples/sec) & bit rate = 8(k samples/sec) * 8 = 64 (kbps)


③ Digital-to-Analog (modulation)

Digital 정보를 Analog 신호로 변조하여 전송함

“Digital modulation”


ASK (amplitude shift keying) 진폭 : “0”/”1”에 따라 변화

주파수, 위상 : 일정


ASK의 대역폭과 baud rate

rate baud : 0), (min.:

,)1(

baud

baudASK

Ntcoefficiend

NdB


FSK (frequency shift keying) 주파수 : “0”/”1”에 따라 변화

진폭, 위상 : 일정


FSK의 대역폭과 baud rate

rate baud : freq.,carrier 0/1:,

,

01

01

baudcc

baudccFSK

Nff

NffB


PSK (phase shift keying) 위상 : “0”/”1”에 따라 변화

진폭, 주파수 : 일정


PSK의 대역폭과 baud rate

baudPSK NB : ASK의 최소대역폭과 일치


PSK의 변형 (4/8-PSK)

2-PSK - 1 baud = 1 bit

- bit-rate = baud-rate

4-PSK - 1 baud = 2 bits

- bit-rate = 2*baud-rate

8-PSK - 1 baud = 3 bits

- bit-rate = 3*baud-rate


4-PSK의 신호 형태


QAM (quadrature amplitude modulation)

ASK와 PSK의 조합

진폭과 위상을 변화시켜 baud-rate 조정


QAM의 신호형태와 Constellation

8-QAM

16-QAM


정리 (bit-rate vs. baud-rate)


④ Analog-to-Analog (modulation)

Analog 정보를 Analog 신호로 변조하여 전송함

“Analog modulation”


AM (amplitude modulation) 반송파의 진폭 : 신호의 크기에 따라 변화

반송파의 주파수, 위상 : 일정


AM의 대역폭과 주파수 할당

signal theofbandwidth : ,2 BBBAM

AM 방송 대역의 할당 - 530(kHz)~1,700(kHz) - 방송국 당 10(kHz) 대역 할당


FM (frequency modulation) 반송파의 주파수 : 신호의 크기에 따라 변화

반송파의 진폭, 위상 : 일정


FM의 대역폭과 주파수 할당

signal theofbandwidth : ,10 BBBFM

FM 방송 대역의 할당 - 88(MHz)~108(MHz) - 방송국 당 200(kHz) 대역 할당


PM (phase modulation) 반송파의 위상 : 신호의 크기에 따라 변화

반송파의 진폭, 주파수 : 일정

Analog 변조의 경우 FM 신호와 구별할 수 없다.

변조신호는 직접 반송파의 위상에 비례하도록 작용

FM/PM 방송의 주파수 할당

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