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Certificate/정보처리기능사

[정보통신] 정보신호 변조방식(Modulation) 총정리 (AM,FM,PM/ASK,FSK,PSK,QAM/PCM변조과정/Unipolar,Bipolar)

by yoiii 2021. 1. 24.

* 2021 정보처리기능사 필기 과목 시험대비를 위해 작성한 글입니다.

제 4과목 정보통신 일반의 변조방식에 관한 내용을 기록해 두었습니다.

개인적인 자격증 공부 기록용으로 작성한 글이기에, 잘못된 내용이 있을 수 있습니다.


#0 변조(Modulation)란?

변조(Modulation)란, 디지털 또는 아날로그로 부호화(Encoding)된 신호를 전송 매체가 전송할 수 있도록, 특정 주파수와 대역폭을 갖는 신호를 생성하는 과정을 말합니다. 


#0.1 변조 방식 표

송신 정보 (신호 형태) 전송 회선 (신호 형태) 변조 방식 신호 변환 장치
아날로그 정보 아날로그 신호 AM,FM,PM 전화기,CATV
아날로그 정보 디지털 신호 PCM 코덱,PCM
디지털 정보 아날로그 신호 ASK,FSK,PSK,QAM 모뎀(MODEM)
디지털 정보 디지털 신호 단류,복류,RZ,NRZ,단(양)극성 DSU

#1.1 아날로그 데이터의 아날로그 부호화

① 진폭 변조(AM; Amplitude Modulation) : 반송파의 진폭을 변조합니다.

② 주파수 변조(FM; Frequency Modulation) : 반송파의 주파수를 변조합니다.

③ 위상 변조(PM; Phase Modulation) : 반송파의 위상을 변조합니다.

 

https://forum.huawei.com/enterprise/en/from-beginner-to-expert-wlan-fundamentals-section-2-wlan-radio-frequencies-a/thread/346299-869


#1.2 아날로그 데이터의 디지털 부호화

PCM(Pulse Code Modulation)방식

아날로그 신호를 디지털 펄스로 변환하여 전송하고, 수신측에서 이를 다시 본래의 아날로그 신호로 환원시키는 방식입니다.

음성 데이터를 디지털 데이터로 표현할 때 주로 사용하며, 잡음,진폭의 변동에 강하지만, 점유 주파수의 대역폭이 크다는 단점이 있습니다.

 

PCM 변조 과정

아날로그 데이터 -> 표본화 -> 양자화 -> 부호화 -> 복호화 -> 여과 -> 아날로그 데이터

표본화(Sampling) : 아날로그 정보를 일정 간격으로 나누어 샘플마다 진폭값을 부여합니다.

양자화(Quantization) : 표본화된 값을 수량화 합니다.

부호화(Encoding) : 양자화된 값을 디지털 신호로 변환합니다. (바이너리값)

복호화(Decoding) : 디지털 신호를 펄스 신호로 재복원 합니다.

여과(Filtering) : 원래의 아날로그 신호로 변홥합니다.

 

코덱(CODEC; COder/DECoder)

아날로그 정보를 디지털 신호로 변환한 뒤, 변환한 데이터를 다시 아날로그 정보로 복원해 주는 기기입니다.


#2.1 디지털 데이터의 아날로그 부호화

① 진폭 편이 변조 (ASK; Amplitude Shift Keying)

2진수에 서로 다른 진폭을 적용하여 변조합니다. 300bps 저속 모뎀에서 사용합니다.

② 주파수 편이 변조 (FSK; Frequency Shift Keying)

2진수에 서로 다른 주파수를 적용하여 변조합니다. 1,200bps 이하의 비동기식 모뎀에서 사용합니다.

③ 위상 편이 변조 (PSK; Phase Shift Keying)

2진수에 서로 다른 위상을 적용하여 변조합니다. 2,400~4,800bps의 중속 모뎀에서 사용합니다.

④ 진폭 위상 변조 (QAM; Quadrature Amplitude Modulation)

2진수에 진폭과 위상을 변조하여 전송합니다. 4,800bps 이상의 고속 모뎀에서 사용합니다.


#2.2 디지털 데이터의 디지털 부호화 <베이스밴드 전송, 기저 대역 전송>

디지털 신호를 변조하지 않고, 그대로 전송하기에 품질은 우수하지만, 정보의 손실이 크고 장거리 전송에 부적절합니다.

①단극성(Unipolar)

정보비트가 0일때는 - 전압, 1일때는 +전압을 유지합니다.

②양극성(Bipolar)

정보비트가 0일때는 0전압, 1일때는 +전압과 -전압을 교대로 적용합니다.


 

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