디지털통신 개념정리(Natural Code, Gray Code, Noise, SNR)

디지털통신 개념정리(Natural Code, Gray Code, Noise, SNR)

 

 

 

 

Natural Code vs Gray Code

 

Natural Code와 Gray Code는 2진수를 표현하는 방법입니다. 그러나 이 둘 사이에는 약간의 차이점이 있습니다.

Natural Code로 2bit를 갖는 2진수를 표현한다면 여러분들이 익히 아시는 00(0), 01(1), 10(2), 11(3)로 표현할 수 있습니다.

반대로 Gray Code는 00(0), 01(1), 11(2), 10(3)으로 표현합니다.

통신시스템에서는 Gray Code를 선호하는데,

그 이유는 Gray Code는 Natural Code와는 달리 1bit씩 변하기 때문에 Error에 강하다는 장점이 있습니다.

 

 

 

 

 

Noise의 분류

 

 

- 발생 원인에 따른 분류

 

* Human Interference : Other Communication Systems, Ignition Sparking 등.

 

* Natural Noise : Atmospheric disturbance, 지표면에서 나오는 Noise, Random electron motion.

 

 

 

 

- 주파수 성분에 따른 분류

 

* White noise : 모든 주파수 대역을 가진 Noise로 모든 색을 혼합하면 White가 되기 때문에 White noise라는 명칭이 붙게 되었습니다.

 

- Thermal noise : 저항이나 Transistor 혹은 다른 Electronic device에서 열에너지를 받은 전자들의 움직임으로 발생하는 Thermal noise.

 

- Non-Thermal noise : Shot noise(산탄잡음)으로 전류가 반도체 접합면을 통과하거나 열전자가 방출되면서 생기는 noise.

 

* Colored noise : 일부 주파수 대역만을 가진 Noise.

 

- Flicker noise : 도전율의 흔들림으로 발생하는 Noise로 1/f로 표현.

 

 

 

 

 

위 사진을 보면 1/f를 기준으로 좌측으로는 Flicker noise가 dominant한 반면,

우측은 White noise가 dominant한 것을 알 수 있습니다.

1/f를 작게 만들면 Flicker noise가 dominant한 구간이 줄어들게 되므로 SNR을 개선할 수 있습니다.

 

 

 

 

- SNR(Signal to Noise Ratio)

 

SNR은 SIgnal to Noise Ratio의 약자로 신호대비 잡음 비를 의미하는 파라미터입니다.

SNR이 크다는 것은 Signal이 Noise 보다 훨씬 큰 값을 갖는 다는 것을 뜻하며 원활한 통신이 가능합니다.

 

SNR을 수식으로 표현하자면,

로 표현할 수 있습니다.

 

수식을 통해 추론할 수 있는 사실은 Signal의 Power를 높이면 SNR을 개선할 수 있습니다.

반면, BW를 크게 잡으면 SNR이 악화될 수 있기 때문에 적절한 BW를 선정할 필요가 있습니다.

 

 

 

 

 

 

여기까지 디지털통신 개념정리(Natural Code, Gray Code, Noise, SNR) 포스팅을 마치겠습니다.

 

질문이나 피드백은 댓글로 남겨주시면 감사하겠습니다!