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o SSB (single side band : 단측파대 변조)
진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩 상하로 천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다. 이 두 측파대를 모두 전송하는 것이 양측파대(DSB:double side band) 변조라 하고 필터로 불필요한 한측파 대를 제거하여 한측파대만을 전송하는 것이 단측파대(SSB;single side band) 변조라 한다. 음성이나 음악소리의 경우 저주파대역에 신호성분이 거의 없으므로 SSB 변조만으로 통신이 가능하나 TV신호의 경우 매우 낮은 주파수에도 중요한 신호성분을 포함하고 있어 정보의 손실이 크기 때문에 한쪽 측파대의 대부분과 다른 쪽 측파대의 일부를 함께 전송하는 것이 VSB 변조라 한다
단측파대 SSB는 반송파 억압 변조기로는 보통 링 변조기 또는 평형 변조기를 이용한다
진폭 변조파의 주파수 스펙트럼 중 신호파와 관계되는 것은 양측대파이지 반송파는 아니다.
따라서 상대측으로 신호를 전달할 때 상,하측대파 중 1개만 보내면 된다. 또한 송신 출력시 반송파를 억제하므로 송신기의 용량량이 작아도 되고 소모전력도 절약이 된다.
SSB 신호를 얻을려면 반송와 측대파는 인접해 있으므로 필터로써 분리할 수가 없다. 따라서 평형변조기를 이용, 반송파를 제거한 후 대역 통과 필터를 이용하여 상, 하측대파 중 1개를 선택하면 된다.
SSB 방식은 DSB에 비해 주파수 대역이 좁고 송신기의 소비 전력이 적어 다중통신에 적합하나 수신시 제거된 반송파 주파수에 동기를 맞추기 위한 국부 발진회로를 이용한 동기 검파를 하여야 하므로 회로가 복잡해 진다
진폭 변조된 신호를 복조하기 위해서는 동기검파나 비동기검파가 주로 사용되는데 만약 반송파를 제거하지 않고 전송한다면 수신 시 간단한 비동기 검파 (포락선 검파)로 원 신호의 복조가 가능하고 반송파를 제거 한 후 전송한다면 수신 시 반송파에 동기를 맞추기 위한 별도의 국부 발진기를 활용한 동기 검파를 해야 한다
o SSB의 특징
주파수대역이 좁아(DSB의 1/2) 다중통신에 적합하다.
반송파의 제거로 반송파에 의한 채널사이의 혼변조가 제거된다.
반송파가 제거되므로 송신기의 전력소비가 적다.
수신 시 수신기의 복조는 동기 검파를 해야 하므로 수신회로가 복잡해진다.
SSB 통신방식에서 수신 시 반송파가 제거되므로 수신기는 반송파에 동기를 맞추기 위해서 반송파주파수를 발진할 수 있는 회로가 있어야 한다(회로복잡).
수신기의 국부 발진기의 주파수를 반송파 주파수에 동기 시키기 위한 방법으로는 독립동기 방식과 강제동기 방식이 있다.
강제동기 방식
채널간 간섭을 배제하기 위해 할당해 놓은 보호대역을 이용해 송신측의 반송파나 국간의 기준 주파수인 신호를 Pilot tone 형태로 전송하면 수신측에서 기준으로 삼아 발진기를 동기시키거나, 또는 직접 분주 및 체배해서 이용하는 방식.
독립동기 방식
송신측과는 독립적으로 수신측에서 안정된 반송파 발생장치를 갖추는 방식. (항온조와 발진기의 발진으로 기술적인 문제는 해결하였으나, 가격문제때문에 실제 적용 어렵다.)
o DSB (double side band : 양측파대 변조)
진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩 상하로 천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다. 이 두 측파대를 모두 전송하는 것이 양측파대(DSB:double side band) 변조라 하고 필터로 불필요한 한측파 대를 제거하여 한측파대만을 전송하는 것이 단측파대(SSB;single side band) 변조라 한다. 음성이나 음악소리의 경우 저주파대역에 신호성분이 거의 없으므로 SSB 변조만으로 통신이 가능하나 TV신호의 경우 매우 낮은 주파수에도 중요한 신호성분을 포함하고 있어 정보의 손실이 크기 때문에 한쪽 측파대의 대부분과 다른쪽 측파대의 일부를 함께 전송하는 것이 VSB 변조라 한다
양측파대(DSB)는 반송파, 상ㆍ하측대파 등 3가지 신호를 동시에 전송하는 방식으로 점유주파수 대역이 넓어지고 전력 소비가 커지는 등 전송효율은 좋지 않으나 수신기를 간단히 구현할 수 있어AM 상업방송에 적용하고 있다.
보통 AM 신호를 변조할 때 반송파 억압 진폭변조를 하거나 반송파를 갖는 진폭 변조를 하게 되는데 보통 AM 신호라 하면 반송파를 갖는 DSB신호(DSB-LC)를 의미한다.
반송파의 유무는 수신 시 복조 회로와 관련이 깊어 반송파를 억압한 신호(보통 SSB신호)를 수신할때는 반송파를 만들어 내기위한 별도의 국부 발진회로가 필요하므로 회로가 복잡해 지고 수신기의 가격이 비싸진다. 반면에 반송파와 신호파를 동시에 수신 시 (보통 DSB 신호)는 별도의 발진회로가 필요 없어 수신기를 간단히 구현할 수 있게 된다.
o VSB (Vestigial Side Bands: 잔류측파대 변조 방식)
잔류측파대(VSB : Vestigial Side Bands) 변조 방식은 SSB와 DSB의 절충방식을 말한다.
DSB 신호의 한쪽 측파대만을 완전히 통과시켜서 SSB 신호를 발생 시키려면 차단주파수 특성이 매우 예민한 필터가 필요하다 하지만 이의 실현은 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 SSB와 DSB의 절충방식을 잔류측대파(VSB :Vestigial Sideband) 통신방식이라 한다
이 방식에서는 SSB에서처럼 한쪽 측파대를 완전히 제거하지 않고 한쪽 측파대의 일부를 남기도록 하는 필터를 사용한다. 이 방식은 SSB와 DSB의 장점만을 취하고 단점은 하나도 취하지 않는 방식이다
또 선택성 페이딩에 있어서도 주파수 대역폭이 1/2 이므로 DSB 보다 영향을 작게 받는다.
만일 VSB 신호와 충분히 큰 반송파를 함께 보내면 수신측에서도 비동기 검파로 정보신호를 얻을 수 있다 . TV 방송에서는 VSB의 영상신호와 큰 반송파를 동시에 보내고 있으므로 TV 수신기에서는 비동기 검파인 포락선 검파로 간단히 영상신호를 얻을 수 있다
대역폭이 아주 큰 modulating signal을 진폭변조 할 경우에, 변조된 신호의 전송에 필요한 대역폭을 줄이기 위해 SSB 방식이 사용된다. 그러나, modulating signal이 저주파영역의 신호성분을 많이 포함하고 있을 경우에는 원하는 대로의 filtering이 불가능하므로 SSB 방식의 적용이 어렵게 된다. TV 신호의 경우 오디오 및 영상신호를 포함한 전체의 대역폭이 4,5 MHz에 해당되는데 이를 DSB-SC 방식으로 변조할 경우에 전송에 9 MHz의 대역폭이 필요하게 되어 주파수대역의 낭비가 심하게 된다. 그러나 영상신호의 경우 d.c 성분을 포함한 저주파대역의 성분을 많이 가지고 있으므로 SSB 방식을 적용할 수가 없다. 이를 해결하기 위해 개발된 방식이 VSB 방식이다.(VSB: Vestigial Side Band) carrier 주파수를 중심으로 odd symmetry 특성을 갖는 filter를 이용함으로써 TV 신호의 경우 6 MHz의 대역폭으로 신호를 전송하고 수신측에서 원래의 정보를 복원할 수 있게 된다.
o 8-VSB
유럽의 지상파 디지털방식인 COFDM이 복수반송파(multi-carrier) 변조방식인데 비해 8-VSB방식은 단일반송파(single carrier)방식이다. 8-VSB는 기존의 아날로그 TV전송방식인 잔류측파대(VSB : Vestigial Side Bands) 변조 방식을 모태로 하고 있습니다. 즉 디지털 부호셋트(code set)를 8레벨의 VSB 신호에 매핑(mapping)시켜 전송하는 방식이다.
입력되는 바이너리 신호는 2-to-8値 변환기를 거쳐 1 심볼 8레벨의 신호가 된다. 입력 펄스폭이 T인 바이너리 신호는 먼저 3비트 1조의 신호로 변환되어, 3비트로 표현된 진폭값을 갖는 8레벨의 신호로 출력된다. 이때 하나의 출력심볼 펄스폭은 3T가 되어 소요 전송대역폭이 입력 펄스열에 비해 1/3로 되지만, 반면에 진폭의 레벨수가 증가한 만큼 전송로의 진폭 잡음에 취약할 수밖에 없다.
미국은 디지털 지상파 TV방송방식으로 8-VSB 변조방식을 채택하였으며, 우리나라는 미국에의 TV 수출을 위한 산업적인 논리에 따라 같은 방식을 선정하게 되었다.
진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩 상하로 천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다. 이 두 측파대를 모두 전송하는 것이 양측파대(DSB:double side band) 변조라 하고 필터로 불필요한 한측파 대를 제거하여 한측파대만을 전송하는 것이 단측파대(SSB;single side band) 변조라 한다. 음성이나 음악소리의 경우 저주파대역에 신호성분이 거의 없으므로 SSB 변조만으로 통신이 가능하나 TV신호의 경우 매우 낮은 주파수에도 중요한 신호성분을 포함하고 있어 정보의 손실이 크기 때문에 한쪽 측파대의 대부분과 다른 쪽 측파대의 일부를 함께 전송하는 것이 VSB 변조라 한다
단측파대 SSB는 반송파 억압 변조기로는 보통 링 변조기 또는 평형 변조기를 이용한다
진폭 변조파의 주파수 스펙트럼 중 신호파와 관계되는 것은 양측대파이지 반송파는 아니다.
따라서 상대측으로 신호를 전달할 때 상,하측대파 중 1개만 보내면 된다. 또한 송신 출력시 반송파를 억제하므로 송신기의 용량량이 작아도 되고 소모전력도 절약이 된다.
SSB 신호를 얻을려면 반송와 측대파는 인접해 있으므로 필터로써 분리할 수가 없다. 따라서 평형변조기를 이용, 반송파를 제거한 후 대역 통과 필터를 이용하여 상, 하측대파 중 1개를 선택하면 된다.
SSB 방식은 DSB에 비해 주파수 대역이 좁고 송신기의 소비 전력이 적어 다중통신에 적합하나 수신시 제거된 반송파 주파수에 동기를 맞추기 위한 국부 발진회로를 이용한 동기 검파를 하여야 하므로 회로가 복잡해 진다
진폭 변조된 신호를 복조하기 위해서는 동기검파나 비동기검파가 주로 사용되는데 만약 반송파를 제거하지 않고 전송한다면 수신 시 간단한 비동기 검파 (포락선 검파)로 원 신호의 복조가 가능하고 반송파를 제거 한 후 전송한다면 수신 시 반송파에 동기를 맞추기 위한 별도의 국부 발진기를 활용한 동기 검파를 해야 한다
o SSB의 특징
주파수대역이 좁아(DSB의 1/2) 다중통신에 적합하다.
반송파의 제거로 반송파에 의한 채널사이의 혼변조가 제거된다.
반송파가 제거되므로 송신기의 전력소비가 적다.
수신 시 수신기의 복조는 동기 검파를 해야 하므로 수신회로가 복잡해진다.
SSB 통신방식에서 수신 시 반송파가 제거되므로 수신기는 반송파에 동기를 맞추기 위해서 반송파주파수를 발진할 수 있는 회로가 있어야 한다(회로복잡).
수신기의 국부 발진기의 주파수를 반송파 주파수에 동기 시키기 위한 방법으로는 독립동기 방식과 강제동기 방식이 있다.
강제동기 방식
채널간 간섭을 배제하기 위해 할당해 놓은 보호대역을 이용해 송신측의 반송파나 국간의 기준 주파수인 신호를 Pilot tone 형태로 전송하면 수신측에서 기준으로 삼아 발진기를 동기시키거나, 또는 직접 분주 및 체배해서 이용하는 방식.
독립동기 방식
송신측과는 독립적으로 수신측에서 안정된 반송파 발생장치를 갖추는 방식. (항온조와 발진기의 발진으로 기술적인 문제는 해결하였으나, 가격문제때문에 실제 적용 어렵다.)
o DSB (double side band : 양측파대 변조)
진폭 변조된 신호를 퓨리에 변환하여 주파수해석을 하면 반송주파수만큼씩 상하로 천이되어 똑같은 정보량을 가진 상측파대와 하측파대가 생성된다. 이 두 측파대를 모두 전송하는 것이 양측파대(DSB:double side band) 변조라 하고 필터로 불필요한 한측파 대를 제거하여 한측파대만을 전송하는 것이 단측파대(SSB;single side band) 변조라 한다. 음성이나 음악소리의 경우 저주파대역에 신호성분이 거의 없으므로 SSB 변조만으로 통신이 가능하나 TV신호의 경우 매우 낮은 주파수에도 중요한 신호성분을 포함하고 있어 정보의 손실이 크기 때문에 한쪽 측파대의 대부분과 다른쪽 측파대의 일부를 함께 전송하는 것이 VSB 변조라 한다
양측파대(DSB)는 반송파, 상ㆍ하측대파 등 3가지 신호를 동시에 전송하는 방식으로 점유주파수 대역이 넓어지고 전력 소비가 커지는 등 전송효율은 좋지 않으나 수신기를 간단히 구현할 수 있어AM 상업방송에 적용하고 있다.
보통 AM 신호를 변조할 때 반송파 억압 진폭변조를 하거나 반송파를 갖는 진폭 변조를 하게 되는데 보통 AM 신호라 하면 반송파를 갖는 DSB신호(DSB-LC)를 의미한다.
반송파의 유무는 수신 시 복조 회로와 관련이 깊어 반송파를 억압한 신호(보통 SSB신호)를 수신할때는 반송파를 만들어 내기위한 별도의 국부 발진회로가 필요하므로 회로가 복잡해 지고 수신기의 가격이 비싸진다. 반면에 반송파와 신호파를 동시에 수신 시 (보통 DSB 신호)는 별도의 발진회로가 필요 없어 수신기를 간단히 구현할 수 있게 된다.
o VSB (Vestigial Side Bands: 잔류측파대 변조 방식)
잔류측파대(VSB : Vestigial Side Bands) 변조 방식은 SSB와 DSB의 절충방식을 말한다.
DSB 신호의 한쪽 측파대만을 완전히 통과시켜서 SSB 신호를 발생 시키려면 차단주파수 특성이 매우 예민한 필터가 필요하다 하지만 이의 실현은 매우 어렵다. 이 문제를 해결하기 위하여 SSB와 DSB의 절충방식을 잔류측대파(VSB :Vestigial Sideband) 통신방식이라 한다
이 방식에서는 SSB에서처럼 한쪽 측파대를 완전히 제거하지 않고 한쪽 측파대의 일부를 남기도록 하는 필터를 사용한다. 이 방식은 SSB와 DSB의 장점만을 취하고 단점은 하나도 취하지 않는 방식이다
또 선택성 페이딩에 있어서도 주파수 대역폭이 1/2 이므로 DSB 보다 영향을 작게 받는다.
만일 VSB 신호와 충분히 큰 반송파를 함께 보내면 수신측에서도 비동기 검파로 정보신호를 얻을 수 있다 . TV 방송에서는 VSB의 영상신호와 큰 반송파를 동시에 보내고 있으므로 TV 수신기에서는 비동기 검파인 포락선 검파로 간단히 영상신호를 얻을 수 있다
대역폭이 아주 큰 modulating signal을 진폭변조 할 경우에, 변조된 신호의 전송에 필요한 대역폭을 줄이기 위해 SSB 방식이 사용된다. 그러나, modulating signal이 저주파영역의 신호성분을 많이 포함하고 있을 경우에는 원하는 대로의 filtering이 불가능하므로 SSB 방식의 적용이 어렵게 된다. TV 신호의 경우 오디오 및 영상신호를 포함한 전체의 대역폭이 4,5 MHz에 해당되는데 이를 DSB-SC 방식으로 변조할 경우에 전송에 9 MHz의 대역폭이 필요하게 되어 주파수대역의 낭비가 심하게 된다. 그러나 영상신호의 경우 d.c 성분을 포함한 저주파대역의 성분을 많이 가지고 있으므로 SSB 방식을 적용할 수가 없다. 이를 해결하기 위해 개발된 방식이 VSB 방식이다.(VSB: Vestigial Side Band) carrier 주파수를 중심으로 odd symmetry 특성을 갖는 filter를 이용함으로써 TV 신호의 경우 6 MHz의 대역폭으로 신호를 전송하고 수신측에서 원래의 정보를 복원할 수 있게 된다.
o 8-VSB
유럽의 지상파 디지털방식인 COFDM이 복수반송파(multi-carrier) 변조방식인데 비해 8-VSB방식은 단일반송파(single carrier)방식이다. 8-VSB는 기존의 아날로그 TV전송방식인 잔류측파대(VSB : Vestigial Side Bands) 변조 방식을 모태로 하고 있습니다. 즉 디지털 부호셋트(code set)를 8레벨의 VSB 신호에 매핑(mapping)시켜 전송하는 방식이다.
입력되는 바이너리 신호는 2-to-8値 변환기를 거쳐 1 심볼 8레벨의 신호가 된다. 입력 펄스폭이 T인 바이너리 신호는 먼저 3비트 1조의 신호로 변환되어, 3비트로 표현된 진폭값을 갖는 8레벨의 신호로 출력된다. 이때 하나의 출력심볼 펄스폭은 3T가 되어 소요 전송대역폭이 입력 펄스열에 비해 1/3로 되지만, 반면에 진폭의 레벨수가 증가한 만큼 전송로의 진폭 잡음에 취약할 수밖에 없다.
미국은 디지털 지상파 TV방송방식으로 8-VSB 변조방식을 채택하였으며, 우리나라는 미국에의 TV 수출을 위한 산업적인 논리에 따라 같은 방식을 선정하게 되었다.
