디지털 통신의 블록도

디지털 통신 시스템의 블록도

1. 소스(source)

 - 소스는 정보를 의미 한다. 즉 우리가 보내고자 하는 순수 메세지 정보 소스(information source)를 가지고 있는 데이터 뭉치이다. 소스  정보는 아날로그 형식의 m(t)일 수도 있고, 디지털 신호의 01101... 일수도 있다.

2. 소스 부호화(source encoding)

 - 소스  부호화는 2가지 일을 하는데 A/D 변환(Analog-to-Digital Conversion), 데이터 압축 기능을 한다. 소스가 디지털 신호 일 경우 A/D 변환을 생략한다. 핵심은 소스 부호화를 통해 압축된 디지털 데이터가 출력으로 나오는 것이다.

 - A/D 변환 (Analog-to-Digital Conversion)은 샘플링, 양자화, 부호화를 거쳐 PCM(Pulse Code Modulation) 포맷을 만드는 과정이다. 샘플링은 나이퀴스트 샘플링 정리, 영자화에서는 양자화에 따른 잡음이 존재한다.

 - 압축 과정은 원래의 소스 데이터가 가지고 있는 리던던시 비트를 제거한다. 데이터 압축 과정은 정보이론에서 나온다고 한다. 

3. 채널 부호화(channel encoding)

 - 소스 부호화와 달리 리던던시 비트를 더하는 과정이며, 데이터를 정확히 전송하기 위한 블록이다. 오류 정정 부호(error correction code)를 사용하여 부호화를 수행한다.

 - 오류 정정 부호(error correction code)의 예로 (3,1) 반복 부호(repetition code)를 들 수 있는데 간단하게 0을 보낼때 000을 보내고 1을 보낼때 111을 보내는 방식이다. 수신 단에서는 010이 왔을대 0이 더 많으므로 0으로 추정한다.

4. 변조(modulation)

 - 채널 부호화까지 마친 디지털 신호를 받아 출력으로 아날로그 신호 s(t)를 채널로 보낸다. 예를 들어 위상변조(Binart Phase Shift Keying, BPSK)를 사용할때 0이면 cos(t), 1이면 -cos(t)를 보내는 간단한 방법이다.

5. 채널(channel)

 - 변조블록에서 출력으로 나온 s(t)데이터를 이동시키는 터널이다. 무선 통신 채널, 전화선 채널, 광섬유 채널 등이 있으며 각 채널들은 환경적인 요인으로 인한 잡음(n(t)) 이 생길 수도 있다.

6. 복조(demodulation)

 - 채널에서 감지된 신호 ((전송 신호)s(t) + (잡음)n(t))를 받아 0또는 1을 판정(detection)한다. 아날로그 신호에 비해 데이터가 훨신 적은 이진(0,1) 데이터만 판단 하므로 아날로그 신호에 비해 복조가 비교적 간결하고, 빠르다. 아날로그 통신에서는 수신단에서 오류 없이 m(t)를 복원할 수는 없다.

7. 채널 복호화(channel decoding)

 - 복조 과정에서 나온 데이터 (s(t) + n(t))에서 리던던시 코드를 보고 오류 정정을 수행한다. 너무 많은 오류가 발생했다면 고치지 못한다.

8. 소스 복호화(source decoding)

 - 이전 소스 부호화(source encoding)에서 압축, A/D Conversion(ADC) 했던 데이터를 압축을 풀고, D/A Conversion(DAC)를 수행한다. 원래의 소스 신호가 디지털 신호 였다면 DAC 과정은 생략한다.

9. 싱크(sink)

- 최종 데이터 m(t)는 정보 싱크(information sink)를 의미하는데, 음악 신호, 스피커 신호를 의미한다.

 

결론 : 

디지털 통신은 위의 9가지 블록도가 있으며 각 블록이 다른 기능을 수행해도 궁극적인 목표는 

오류없는 데이터 전송, 신속한 데이터 전송 이다.

디지털 통신은 아날로그 통신(AM, FM)방식 보다 빠르고 정확하다.