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자격증/정보통신기사

기본이론 - 정보전송(4) - PSK, QAM, 슈퍼헤테로다인

by 슈케르 2025. 4. 28.
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아래 내용중 중요한 개념과 단어 설명은 TTA 한국정보통신기술협회 및 용어 설명 사이트를 참고하였습니다.

https://terms.tta.or.kr/main.do

http://www.ktword.co.kr/index.php

그리고, wiki에서도 참고하였음.

 

  1. PSK
  2. QAM
  3. 슈퍼헤테로다인시스템

 

1. PSK

디시털변조의 표를 다시 가져와보자.



아날로그 변조 방식 디지털 변조 방식
연속 변조 AM
FM
PM
QAM, SM, SSB

PDM
PPM
PF
ASK(Amplitude Shift Keying)
FSK(Frequency Shift Keying)

PSK(Phase Shift Keying) : 위상 편이 변조 방식
   - 
디지털 신호에 따라 반송파의 위상을 변경시키는 변조 방식

  장점 : 잡음, 간섭, 레벨 변동, 심볼 에러에 강함.
           적은 점유 대역폭으로 많은 정보 전송이 가능.
  단점 : 동기검파만 사용 가능 (DPSK는 비동기검파로 가능)

BPSK : 한 번의 변조로 1 비트를 전송
QPSK :
한 번의 변조로 2 비트를 전송

               QPSK는 속도가 BPSK에 비해 2배 빠름. 절반의 대역폭으로도 충분.

M진 PSK 의 종류 : BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK
반송파 하나에 보낼 수 있는 비트 수  :
log₂M 배로 증가
비트율 = 한번에 전송하는 비트수 x Baud 율

ex) 8진 PSK 신호에 6000Hz의 대역폭이 주어졌을때 baud rate와 bit rate은?
      그리고, 반송파간의 위상차는?

   baud rate = 대역폭 = 6000[baud/s]
   bit rate = log₂8 x 6000 = 24,000[bps]
   2pi/M = pi/4

QAM(Quadrature Amplitude Modulation)

16QAM, 64QAM

불연속 변조 PWM : 펄스 폭 변조
    Pulse Width Modulation
PAM : 펄스 진폭 변조
    Pulse Amplitude Modulation
PNM : 펄스 수 변조
   Pulse Number Modulation
PCM : 펄스 부호 변조

DM : 델타 변조
DPCM

 

http://word.tta.or.kr/mobile/dictionaryView.do?subject=%EC%9C%84%EC%83%81+%ED%8E%B8%EC%9D%B4+%EB%B0%A9%EC%8B%9D

1. QAM (Quadrature Amplitude Modulation : 직교 진폭 변조)

출처: http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=1582&sh=QAM

         장점 : M진 PSK보다 주파수 효율과 정보 전송율이 더 좋다.

         단점 : 잡음, 간섭이 약하다. 송신전력이 크다.

         종류 : 16QAM, 64QAM, 256QAM

         M 값이 클수록 반송파 하나에 보낼 수 있는 비트수가 log₂M 배로 증가

        M = 2^n

 

 

3. 슈퍼헤테로다인 시스템

     - 무선 수신기 구조 중의 하나
     - 반송파(Carrier) 주파수를  기저대역(Baseband) 주파수로 직접 변환하지 않고, RF 신호에서 선택된 신호대역 만을 중간단계

       로 IF(Intermediate Frequency) 신호로 변환한 후, 다시 기저대역으로 변환하는 수신 방식
     - 특히, AM 방송,FM 방송에서 방송사별 채널 선국을 위해 값비싼 BPF를 방송사별로 둘 수
       없으므로, 비교적 넓은 대역폭에 걸쳐 IF로 변환 후 원하는 정확한 채널 선택에 사용

 

아래 그림의 출처 : http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=3335&sh=%EC%8A%88%ED%8D%BC%ED%97%A4%ED%85%8C%EB%A1%9C%EB%8B%A4%EC%9D%B8

슈퍼헤테로다인 AM 방송 수신기 기본구성

 

 

슈퍼헤테로다인 FM 방송 수신기 기본구성

 

<슈퍼 헤테로다인의 단점>
   1. 다른 방식들에 비해 전력소모가 다소 많고, 면적이 증가
      - 통상, 2개의 LO(Local Oscillator)가 필요
   2. 사용되는 BPF(Band Pass Filter)로써 SAW 필터를 대부분 사용하게 되어,
     - 비용이 비싸고, SoC(System on Chip)를 통해 단일 칩으로 구현하기가 어려움
    * 이동 휴대단말기 등 소형장치에서는 잘 사용되지 않음

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