얇고 넓은 지식

변조란? (modulation)

White smoke 2016. 2. 16. 23:35

아래의 내용은 위키피디아의 내용을 일부분 번역한 것입니다. (원문 : https://en.wikipedia.org/wiki/Modulation)


변조 Modulation

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For other uses, see Modulation (disambiguation).


전자기기와 정보통신에서 변조는 송신을 위한 정보가 담겨진 신호를 변조신호와 하나 또는 여러 주기적인 파동(반송파라고 부르는)의 특성을 변화시키는 과정을 말한다. 


정보통신에서 변조는 물리적으로 전송될 수 있는 다른 신호에 담긴 메시지 신호(예를 들어 디지털 비트 스트림 또는 아날로그 음성 신호)를 전달하는 과정이이다. 싸인 파동의 변조는 기저대(베이스밴드, baseband) 메시지 신호를 통과대역(passband) 신호로 형태를 변화시킨다. 


변조기(modulator)는 변조를 하는 장치이다. 복조기(demodulator)는 복조(復調, 변조되어 있는 고주파()로부터 원래 신호 가려냄)를 하는 장치이다. 모뎀은 둘의 기능을 모두 하는 장치이다. (a modem from modulator - demodulator)

* 참고로 demodualte라는 사전적 의미는 extract information from a modulated carrier wave이다.


아날로그 변조의 목적은 아날로그 기저대(baseband or lowpass) 신호(예: 오디오 신호 또는 TV 신호)를 다른 주파수(예: 제한된 무선 주파수 밴드 또는 케이블TV 네트워크 채널)의 아날로그 bandpass 채널로 전달하는 것이다.

* baseband : [통신] 베이스밴드[기저대(基底帶)]: 원신호를 변조시키지 않고 회선에 보내는 방식.

* bandpass : 대역, The frequency range that a receiver is currently tuning or that a filter permits to pass through it.


디지털 변조의 목적은 bandpass 필터가 주파수 범위를 300~3400Hz로 제한하는 public switched telephone network 또는 제한된 무선 주파수 밴드같은 아날로그 대역 채널로 디지털 비트 스트림 digital bit stream을 전달하는 것이다.


아날로그 변조와 디지털 변조는 주파수분할 다중화 (frequency division multiplexing, FDM)를 쉽게 만든다. 

주파수 분할 다중화(周波數分割多重化, 영어: Frequency-division multiplexing, FDM)는 통신 매체에서 이용 가능한 총 대역폭을 겹치치 않는 일련의 주파수 하부 대역으로 분리시킨 뒤, 분리된 대역을 각각 개별 신호를 전달하는데 사용하도록 하는 기술을 가리킨다.

Analog and digital modulation facilitate frequency division multiplexing (FDM), where several low pass information signals are transferred simultaneously over the same shared physical medium, using separate passband channels (several different carrier frequencies).


라인 코딩으로 알려진 디지털 baseband 변조 방법의 목적은 디지털 비트 스트림 digital bit stream을 베이스밴드 채널로 전송하고, 특히 시리얼 버스나 유선 통신같은 필터되지 않은 구리선non-filtered copper wire으로 전송하는 것이다.

The aim of digital baseband modulation methods, also known as line coding, is to transfer a digital bit stream over a baseband channel, typically a non-filtered copper wire such as a serial bus or a wired local area network.


파동 변조 방식의 목적은 전화 통신 같은 협대역의 아날로그 신호를 광대역의 채널로 보내거나, 비트 스트림을 다른 디지털 전송 시스템으로 전달하는 것이다.



아날로그 변조 방식

일반적 변조 테크닉 리스트


1. 진폭 변조 Amplitude modulation (AM)  : 반송파 carrier signal의 진폭은 변조시키는 신호의 즉각적인 진폭에 따라서 달라진다.

  - Double-sideband modulation (DSB)

- Double-sideband modulation with carrier (DSB-WC) (used on the AM radio broadcasting band)

- Double-sideband suppressed-carrier transmission (DSB-SC)

- Double-sideband reduced carrier transmission (DSB-RC)

  - Single-sideband modulation (SSB, or SSB-AM)

- Single-sideband modulation with carrier (SSB-WC)

- Single-sideband modulation suppressed carrier modulation (SSB-SC)

  - Vestigial sideband modulation (VSB, or VSB-AM)

  - Quadrature amplitude modulation (QAM)


2. 각도 변조 Angle modulation

  - 주파수 변조 Frequency modulation (FM) : 반송파의 주파수를 변조하는 방식

  - 페이즈 변조 Phase modulation (PM)  : 반송파위 페이즈 위치를 변조하는 방식


A low-frequency message signal (top) may be carried by an AM or FM radio wave.



디지털 변조 방식

디지털 변조에서는 아날로그 반송파 carrier signal가 분리된 신호로 변조된다. 디지털 변조 방식은 디지털에서 아날로그로 변환하는 방식으로 사용될 수 있고, 아날로그에서 디지털로 변환하는 복조에 사용될 수 있다. 반송파에서의 변화는  M으로 대안할 수 있는 상징의 명확한 숫자로 정해진다.


간단한 예 : 디지털 비트(0과 1로 표시되는 신호)를 사용하지 않고 톤같은 오디오 신호를 전달하는 전화선을 예로 들 수 있다. 컴퓨터는 모뎀의 수단으로 전화선을 통해 통신을 할 수 있는데, 이 때는 심볼이라고 불리는 톤을 이용하여 디지털 비트를 표현한다. 만약 4개의 대안 심볼이 있다면 (악기는 한 번에 4개의 톤을 생성할 수 있다), 첫째 심볼은 00 비트를 표현하고, 두번째 심볼은 01, 세번째는 10, 네번째는 11을 표현할 것이다. 만약 모뎀이 초당 100개의 톤으로 된 멜로디를 만들면, 심볼 비율symbol rate은 1000심볼/초 또는 보가 된다. 각각의 톤(심볼)은 2개의 디지털 비트로 구성된 메시지를 표현하기 때문에 비트율은 심볼비율의 2배가 된다. 예를 들어 2000비트 / 초가 되는 것이다. 이것은 DSL 모뎀과 반대되는 다이얼 모뎀에 사용되는 기술과 유사한 것이다.


Schematic of 4 baud (8 bit/s) data link containing arbitrarily chosen values.




이제 더 세부적인 이야기가 나오는데 너무 복잡하기 때문에 일단 여기까지만 해석을 하는 것으로 합니다.

대강 변조가 어떤 것인지는 기초적인 이해를 할 수 있었네요.

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