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▶ Digital-to-Analog Conversion

- 유형

• 진폭 편이 방식 (Amplitude Sheft Keying, ASK)
• 주파수 편이 방식 (Frequency Sheft Keying, FSK)
• 위상 편이 방식 (Phase Shift Keying, PSK)
• 직교 진폭 변조 방식 (Quadrature Amplitude Modulation, QAM) : ASK + PSK 혼합 방식

- Data Rate (Bit Rate) : 초당 비트수, bps

- Signal Rate (Baud Rate) : 초당 단위 신호 수

- FSK를 제외하고, 대역폭은 항상 Signal Rate와 비례한다.

- 반송파 또는 반송 주파수 (Carrier Signal or Carrier Frequency) : 통신에서 정보 전달을 위해 입력 신호를 변조한 전자기파로, 일반적으로 입력 신호보다 훨씬 높은 주파수를 갖는다.

- 변조 (Modulation, Sheft Keying) : 변조 방식은 기존의 반송파 및 반송 주파수를 입력 신호에 맞게 진폭이나 주파수 및 위상 등 기존 반송파의 특성을 수정(변조)함으로써 원하는 아날로그 신호를 얻을 수 있다.

▶ 진폭 편이 방식 (Amplitude Sheft Keying, ASK)

- 기존의 반송파를 이진수 0 또는 1로 나타내기 위해 반송파의 진폭을 변화시켜 아날로그 신호를 얻는 방식이다.

- 노이즈에 영향을 많이 받는다.

- Binary ASK (BASK) 또는 On-Off Keying (OOK)

• 두 개의 진폭을 사용하며, 신호당 비트수(r)는 1이다.
• Banswidth = (1+d) * S (0<= d <=1 : 라인 상태와 관련된 요소이다.)

- Multilevel ASK (MASK) : 4, 8, 16처럼 둘보다 더 많은 진폭을 사용하며, 노이즈의 영향을 많이 받는 ASK보다 QAM 방식으로 구현된다.

▶ 주파수 편이 방식 (Frequency Sheft Keying, FSK)

- 기존의 반송파를 이진수 0 또는 1로 나타내기 위해 반송파의 주파수를 변화시켜 아날로그 신호를 얻는 방식이다.

- 노이즈에 영향을 받지 않는다.

- 반송 주파수는 대역폭의 중간값이다.

- Binary FSK (BFSK) 

• 두 개의 반송 주파수 f1, f2를 사용한다.

• : 두 반송주파수간의 차이, 초당 신호전송률 - Signal Rate과 같다.
• 기존의 편이 방식들보다 대역폭이 증가한다.

- Multilevel FSK　(MFSK) : 4, 8, 16처럼 둘보다 많은 다른 주파수를 사용한다.

▶ 위상 편이 방식 (Phase Shift Keying, PSK)

- 기존의 반송파를 이진수 0 또는 1로 나타내기 위해 반송파의 위상을 변화시켜 아날로그 신호를 얻는 방식이다.

- 진폭 편이 방식(ASK)나 주파수 편이 방식(FSK)보다 더 자주 사용되며, 노이즈에 영향을 받지 않는다.

- Binary PSK (BPSK)

• 두 개의 위상을 사용한다.
• Bandwidth = (1+d) *　S

- Quadrature PSK (QPSK) : 네 개의 위상을 사용한다.

[45도와 같이 각도가 위상값에 해당하고, 점까지의 거리가 진폭의 크기에 해당한다.]

[ 1번 : 진폭은 다르지만, 위상이 0도로 같다.                    

2번 : 진폭은 동일하지만, 위상이 0도, 180도로 다르다.

3번 : 진폭은 동일하지만, 위상이 45도, 135도, 225도, 315도로 다르다. ]

▶ 직교 진폭 변조 방식 (Quadrature Amplitude Modulation, QAM)

- 독립된 2개의 반송파인 동상 반송파와 직각 위상 반송파의 진폭과 위상을 변환 및 조정하여 데이터를 전송하는 방식이다.

- 이 2개의 반송파는 90도씩 서로 직각 위상이 된다.

- Banswidth = (1+d) * S

- 신호 레벨 = 진폭 * 위상 : 표현 가능한 정보의 수

< 16-QAM >

[ 좌 : 4 amplitudes, 8 phases -> 32가지의 정보를 표현할 수 있다.

우 : 3 amplitudes, 12phases -> 36가지의 정보를 표현할 수 있다.]

- 위의 16-QAM의 왼쪽 그림을 예로 들면, 위상의 단위를 π/4로 하여 하나의 주기를 8등분한다. 그리고 이들 중 4개(8/2)의 위상에 대해 변조된 신호의 진폭을 4개의 값으로 달리 가질 수 있게하면, 32가지의 정보를 표현한다. 

[ 8-QAM 신호 ]