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디지털 데이터의 디지털 신호로의 변환 (2005-07-18)

야생화정보마당 2021. 7. 15. 08:23
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디지털 데이터의 디지털 신호로의 변환


[기저대역 전
송( Baseband Transmission)]

디지틀 파형을 특별히 변조시키지 않고 디지털 형태로 전송하는 펄스파형..

디지털 데이터를 전송하는데 있어서는 변조를 수행하여 아날로그 신호 형태로 변환하여 전송할 수
도 있으나..

변조를 수행하지 않고 원래의 디지털 데이터를 디지털 신호형태 그대로 전송할 수도 있는데 이와
같이 원래의 디지털 데이터를 
그대로 보내거나 또는 형태만 다른 디지털 데이터로 바꾸어 디지털 
신호형태로 전송하는 것
 기저대역 전송이라 한다.

기저대역 전송에서는 전송하고자 하는 디지털 데이터 "0" 또는 "1"에 어떤 펄스파형을 대응시켜 전
송하게 되는데 이를 
전송부호라 한다.



[전송부호가 가져야 하는 조건]


o 타이밍 정보가 충분히 포함될것..
    
일반적인 기저대역 전송에서는 송신되는 정보내에 별도의 클럭 정보가 들어있지 않기 때문에,
   수신측에서의 비트 및 심볼 동기에 필요한 타이밍 정보를 수신되는 정보로부터 얻어내는 자기
   타이밍 방식이 사용된다.

    따라서 전송 부호를 구성하는데 있어서는 
수신측에서 쉽게 타이밍 정보를 얻을 수 있도록 동일
    레벨의 신호가 연속되지 않도록 해야 한다.

o 전송대역폭 압축
   
전송부호가 소요하는 대역폭이 너무 크지 않도록 전송부호를 구성해야 한다.

o 전송로상에서 발생한 에러의 검출 및 교정이 가능할것
   
전송부호는 전송도중에 발생하는 에러의 검출과 교정이 가능하도록 구성해야 한다.

o 기타 조건
   
전송부호에는 DC(직류) 성분이 포함되지 않아야 하며, 아주 낮은 주파수 성분과 아주 높은 주파
    수 성분이 제한되어야 한다.
    또한 전송부호의 코딩효율이 양호해야 하며 전송부호 형태에 제약을 받지 않아야 할 뿐 아니라, 
    누화, ISI, 왜곡 등과 같은 각종 장애에 강한 전송특성을 가지도록 구성해야 한다.




[기저대역 전송의 종류]


① 2원 전송 방식
 : 변조되기 이전의 컴퓨터나 단말기의 디지털 신호 파형(0 또는 1)을 2진 펄스 
                              모양 그대로
 전송하는 방식




바이폴라의 경우 전송하고자 하는 디지털 데이터에 0 이 연속되면 계속 0 레벨을 유지하기 때문에
타이밍 추출에 어려움이 있게 되며 이러한 단점을 보완하기 위해 일정 길이의 0을 특수한 패턴
으로 변환
시키는 방법 사용된다.

이러한 전송부호를 
고밀도 바이폴라(High-density bipolar)라 하며 대표적인 부호로 B3ZS,
B6ZS, B8ZS, HDB3
가 있다.


■ BNZS 부호
N개의 연속된 0 부호를, 바이폴라 반대측의 펄스(V로 표시)를 의도적으로 포함시킨 특별한 N개의
부호로 치환하는 방법으
로 V와V 사이에는 직류 offset을 제거하기 위해 B(bipolar) 펄스의 수가 
홀수로 들어가며,
 V와 다음 V 극성은 반대로 한다.

B
NZS의 N은 3,6,8 등의 숫자를 나타내며 "0"이 3,6,8개 연속이라는 의미이다. 이제 아래와 같이
"0" 이 6개인 B6ZS의 예를 들어 보았다.


(예)B6ZS의 경우
6개의 연속된 0이 들어올 경우 이 "000000"을 "B0VB0V" 패턴으로 치환해주는 방식을 말한다.

                              





■ HDBN 부호
bipolar code에 "0" 연속을 특수한 패턴으로 치환시키는 방법으로 (N+1)개의 "0" 연속부호의 최종 
bit위치에, bipolar 반측을 표함한 계열로 치환하는 것을 말한다.

V와 다음 V pulse 사이에는 직류 offset을 제거하기 위해 홀수개의 B pulse를 넣으며 V pulse와 
V pulse의 극성은 반대로 한다.

아래에서 HDB3의 경우를 들어 보였으며 
통상적으로 HDB3가 가장 많이 쓰이는 방법이다.

(예)HDB3인 경우
(N+1)
개 (여기서 N은 3) 즉 4개의 0 연속 부호의 마지막에 V를 넣음. 따라서 000V이 되고 다음
 또 4개의 0 연속 부호가 나오면 000V가 되는데 이때 첫번째 자리의 0에 B pulse를 넣어 B00V가 되게 함

                                

                    


■ 4B3T, 2BIQ
그밖에 4B3T(4 Binary 3 Ternary), 2B1Q(2Binary 1 Quarternary) 등은 주로 압축용 code로 사용
된다.



② 다원전송 : 전송로 특성에 맞게 2진 부호를 변형시킨 펄스파형으로 전송하는 것으로 다수의 비
                      트를 이용, 한 개의 신호를 표시하는 방식이다.
     - 목적 : 주파수대역의 효율적 이용
     - 특징 : 
전송 용량 높임, 고속 정보전송에 사용
     - 정보의 전송속도
         ; 
Rb = 2B log2M (Rb:전송속도, M:다원레벨 수, B:대역폭)
           ☞ 다원레벨 수 높을수록 전송속도 증가


2원 전송과 다원 전송의 예를 아래에 그려보았다.

2원 전송시
(0,1)
               
            ☞
전송속도는 Rb = 12 log22 = 12 bps(대역폭을 6이라 했을경우)
다원 전송시
 (000~111)
   
   ☞같은속도로 전송시 2원 전송의 1/3 대역폭 필요
      
전송속도는 Rb = 12 log28 = 36bps(2원 전송의 3배:대역폭이 6일경우)
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