디지털통신 개념정리
(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)
* 디지털통신 정의 및 장점
디지털통신이란 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 송신하고, 변환된 디지털신호를 다시 아날로그 신호로 변환하여 수신하는 통신방식입니다.
디지털통신의 장점은 다음과 같습니다.
- Stability : 디지털시스템은 Time-invariant한 특성을 가지고 있습니다. 즉, 주요시스템 변수는 프로그램을 수정할 경우에만 변경되도록 하는 알고리즘이 내재되어 있습니다. 그러므로 이 알고리즘이 변하지 않으면 주요시스템 변수가 바뀌지 않아 매우 안정적입니다. 환경적인 요소에도 강하기 때문에 아날로그 통신보다 안정성이 강한 장점이 있습니다.
- Flexibility : 일단 디지털 하드웨어가 구성되면 매우 유연하게 시스템을 변경할 수 있다는 장점이 있습니다.
- Reliable Reproduction : 아날로그 신호와 달리 디지털신호는 1과 0을 정확히 판별할 수 있다면 원 신호를 완벽하게 재생할 수 있다는 장점을 가집니다. 즉, Distortion과 Noise에 강한 특성을 보여줍니다.
* Inter Symbol Interference(ISI)
Rectangular Pulse Train을 Fourier Series로 바꾸면 Sinc Function이 됩니다. 이 Sinc Function은 모든 주파수 성분을 가지고 있는데, 신호가 유한한 채널을 통과하게 되면 고주파 성분은 날아가게 됩니다. 그로 인해 원래의 Rectangular Pulse Train은 모서리 부분이 퍼지게 되고 옆 신호에 간섭을 일으키게 됩니다. 이러한 현상을 ISI라고 합니다. 채널의 Bandwidth를 증가시키면 ISI의 영향은 개선하나 BW Efficiency가 나빠지게 됩니다. 반대로 Bandwidth를 감소시키면 ISI의 영향이 증가하여 원 신호를 찾기 어려워집니다. 그러므로 최적의 Bandwidth 설정이 필요했고 r<=2B라는 조건이 나오게 됩니다. 여기서 r은 Signaling Rate로 1/D(D: Sampling 주기)로 표현할 수 있습니다.
* Eye Pattern
유한한 대역폭을 갖는 채널을 지나는 신호를 한 주기 펄스폭만큼 잘라서 겹쳐 놓은 것으로, 디지털 전송의 한계를 정성적으로 보여주는 지표입니다.
- ISI가 커지면 눈이 작아지게 되고 Noise Margin이 작아집니다. 그로 인해 시스템이 불안정해지므로 ISI가 작아야 한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다.
- Noise Margin이란 큰 값을 가질수록 Noise에 대해 강해집니다.
- Time Sensitivity가 커지면 Zero-crossing Jitter 값이 커지게 되는데 Timing Error가 발생하면 에러가 날 확률이 증가합니다.
- Optimum Sampling Time은 Noise Margin이 가장 큰 지점으로 설정해야 Timing Error가 발생하여도 Error 확률을 낮출 수 있습니다.
여기까지 디지털통신 개념정리(디지털통신 정의 및 장점, ISI, Eye Pattern)에 관한 포스팅을 마치겠습니다.
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