[정보통신개론] 정보전송기술 The Robot/Theory 2010/03/25 06:24

본 글은 창원전문대학 함정정보통신과와 항공정보통신과 학생들을 대상으로 한 정보통신개론 수업자료로서 엔트미디어 출판사의 정보통신개론 (이문구 외)의 내용을 수업을 위해 재편집한 자료로서 수업이외의 목적이 없음을 밝힙니다.




데이터의 부호화(Encoding)과 변조(Modulation)
데이터의 전송을 위해서는 변환이 필요합니다. 데이터를 디지털 신호로 변환하는 것을 인코딩(Encoding)이라 하고, 아날로그 신호로 변환하는 것을 변조(Modulation)라고 합니다. 이중 '0'과 '1'로 이루어진 신호를 인코딩하는 방법은


위의 NRZ방법이 있습니다. 이 NRZ방법은 단순히 0은 낮은 전압, 1은 높은 전압으로 변환하는 것인데요. 상당히 간략하지만, 문제가 있습니다. 연속된 신호(111000)의 전송시 에러가 증가한다는 문제인데요. 이를 극복하기 위해서 몇 가지를 소개합니다.


RZ방법은 이름(Return Zero) 그대로, Zero로 복귀한다는 특징을 가지고 있습니다. 0은 낮은 전압에서 0으로, 1은 높은 전압에서 0으로 복귀하는 것이죠. 또 하나의 방법은


멘체스터 방법이 있습니다. 0은 상승을, 1은 하강을 하는 것으로 표현하는 것입니다.

 
아날로그 신호를 인코딩하는 것은 조금 복잡한 과정을 거칩니다. 그중 PCM방식을 예로 들면,  원래 아날로그 신호를 일정시간간격으로 읽습니다.(PAM), 그리고 디지털신호화를 위해 정량화를 거칩니다. 마지막으로 부호화를 통해 이진 코드로 변환하는 방식이지요. 이 과정에서 오류를 피할 수 없습니다. 


아날로그 신호로 변환하는 것을 변조라고 했는데요. 위 그림에서 주파수변조는 낮은 주파수는 0으로 높은 주파수는 1로 보는 것입니다. 진폭 변조는 낮은 진폭은 0으로 높은 진폭은 1로 보는 것입니다. 주파수변조는 왜곡현상에 취약할 수 있으며, 진폭변조는 감쇠후 잡음이 섞이면 취약해집니다. 위상변조는 0을 전송할때는 동상으로, 1을 전송할 때는 역상을 전송하는 방식입니다.


아날로그 신호를 아날로그 신호로 변조하는 것은 반송파라고 하는 일종의 보조신호를 이용하는데요. AM방식은 반송파의 진폭을 변화시켜 아날로그신호를 표현하고, FM은 주파수로 표현합니다. PM은 일종의 미분치라고 생각하시면 되는데, 주파수가 높으면 상승을, 낮으면 하강을 의미합니다.




에러 검출 기법
대표적인 에러 검출 기법은 패리티비트를 사용하는 것입니다. 전송할 데이터(1101)의 마지막에 한 비트를 추가하는 것인데요. 홀수패리티로 약속을 했다면, 전체 1의 숫자를 홀수로 만들게끔 추가하면됩니다. 즉, 1101에 대해서는 11010으로 전송하는 것이지요. 상당히 간단하긴 하지만, 짝수개의 비트에서 오류가 나면 알아내기 힘들다는 단점이 있습니다.


그래서 수직중복검사라는 방법이 있는데요. 이는 일정 문자셋에 대해 하나의 문자열을 다시 전송합니다. 수직방향으로도 일종의 패리티를 첨가하는 것인데요. 이렇게 하면


하나의 비트에 오류가 발생했을때, 수평방향 수직방향 모두 에러를 검출 할 수 있고


짝수개가 틀려서 수평방향에서는 에러를 검출하진 못해서 수직방향에서는 검출할 수 있습니다. 그러나


이렇게 네개가 정사각형모양으로 틀리면 수직중복검사방식도 에러를 검출하기 어렵습니다.


CRC 순환중복검사
CRC방식을 설명하기 위해 (단지 설명을 위해) 10진수에서 예를 들어보겠습니다.


11을 전송하고 싶다고 할때, 4를 제수로 약속했다면, 11뒤에 11?의 숫자가 4로 나누어 떨어지도록 해서 전송하겠다는 것입니다. 즉, 112를 전송하고, 받는 쪽에서는 112를 이미 약속된 4로 나누어보니 나머지가 없으므로 11은 올바른 데이터라고 판단하는 것이지요.


이제 이진수로 돌아가서 이야기하면, 일단 올림이 발생하지 않는다고 가정합니다. 일종의 XOR연산인데요. 위의 예를 확인해보시면 어떤 의미인지 알수있을것입니다.


FCS라는 코드를 위의 ???에 붙여야합니다. 제수가 1011로 4bit이므로 FCS코드는 3bit(나머지가 4bit가 될수없으므로)이면 됩니다. 어떻게 만드냐면


이렇게 나눗셈을 수행해서 나머지를 FCS코드로 원데이터의 뒤에 붙여전송하면 됩니다.




참고자료
02. 정보전송기술.pdf


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  • 탐진강 2010/03/28 01:38

    학생들 가르치시나 봅니다.
    잘 몰라서요 ^^;

    • PinkWink 2010/03/28 02:11

      아직 학위를 따지는 못했습니다
      (원체 머리가 나쁜데다... 게으름으로 인해..ㅜ.ㅜ)
      그저 여기저기 몇 군데서 강의를 하고 있습니다...^^
      정식 직업은 아직 학생입니다^^

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