데이터통신 (2장) 신호전송과 전송미디어 / 신호개념과 표현 /푸리에 변환 /신호전송과 정보이론 / 데이터 전송시 고려사항

데이터통신 (2장) 신호전송과 전송미디어 / 신호개념과 표현 /푸리에 변환 /신호전송과 정보이론 / 데이터 전송시 고려사항

 

 

 

 

 

 

 1)신호의 개념과 표현

 

정보의 전송을 위해서는 정보가 신호의 형태로 바뀌어야 한다. 다시말하면 정보의 전송이란 신호의 전송과정이 되는셈이다. 그렇다면 신호를 효율적으로 표현할 방법이 필요하다.

 

Q) 푸리에 변환은 왜 필요하고 어떤 목적으로 사용하는지

 

푸리에 변환은 잡음제거, 음성 및 그림 압축 등 수많은 곳에서 사용되는 기술이다

푸리에 원리는 임의의 신호를 특성이 잘 알려진 사인 혹은 코사인 함수로 변환하여 해석할수 있도록 해주는 매우 중요하고 유용한 원리이다.

푸리에변환은 특성을 알기가 어려운 신호를 보다 쉽게 다루는 방법으로 신호의 시간축을 반복되는 요소를 찾아 분석하기 쉽게 주파수축으로 바꿔준다.

따라서 푸리에 원리를 이용하면 주파수에 따른 신호의 에너지나 전력분포 특성등을 손쉽게 해석할수 있다.

 

신호는 에너지신호와 전력 신호를 구분하여 사용한다

전력신호 : 주기신호, 랜덤신호, 전력이 유한이면 에너지가 무한대인 신호

에너지신호 : 비주기신호, 결정신호 , 에너지가 유한이면 전력이 0이되는 신호

 

주기신호(신호가 주기적으로 반복) <->비주기신호

랜덤신호(앞으로 발생할 신호에 대한 예측을 할 수 없는 신호)

결정신호(신호값에 대한 불확실성을 포함하지 않는 신호)

 

2)신호 전송과 정보이론

정보이론은 효율적인 데이터 저장, 전송과 관련된 기본적인 수학적 이론이다.

 

채널용량 = C , 채널 대역폭 = B , 부호레벨의 수 = N 일 때

C=2Blog N/2 로 정리되는데 이는 사용하는 부호레벨수(N)가 증가하면 채널의 정보 전송속도가 점점 증가함을 뜻한다.

섀넌은 채널 용량(C)의 개념을 잡음이 있는 채널인 경우로 확대하여, 신호 대 잡음비를 사용한 채널의 용량은 C=Blog(1+S/N)로 주어진다.

 

Q)데이터 전송 시 고려사항

데이터 전송을 위해서 데이터를 디지털 신호로 바꾸어 전송하는데 이때 신호의 전송률과

거리는 제한요소에 의해 제한을 받게된다, 이러한 제한요소에는 감쇠, 왜곡, 분산, 잡음이 있다.

 

감쇠 : 힘이나 세력 따위가 줄어서 약해짐 / 감쇄 : 줄여 없어짐, 줄여 없앰

 

감쇄 : 전자파의 에너지 손실을 의미한다(전송도중 흡수되거나 열에 의해 변화되기 때문)

감쇄현상이 일어나면 수신측에서 정보를 검출하기가 곤란하여 전파거리를 감소시키는

결과를 초래한다.

 

왜곡 : 원치 않는 변화로, 여러 개의 주파수로 구성된 신호의 경우 서로 다르게 감쇄되고 지 연되어 수신신호가 전송신호와 다르게 된다.

 

잡음(저항, 마찰력..) : 신호를 전송하려할 때 혼입해오는 불필요 성분으로 채널이 잡음에 많이 노출되어 있을수록 전송률이 감소하게 된다.