mine

나는 컴퓨터 공학전공을 나왔으며, 정처기가 있다. 

뭔가 통신쪽을 공부하는겸 자격증을 따려고 찾아보니, 네트워크 

전자기기기능사,

통신기기기능사

통신선로기능사

Cppg, Ccna, ccnp

정보통신기사

전파전자통신, 무선설비, 방송통신, 전자기기, 전자계산기, 철도전기신호

등등이 나왔다. 

국가기술자격검정 사이트에서 관련 자격증들을 살펴볼 수 있다. 

 Ccna, ccnp은 40만원가까이 들고, 네트워크 관리사 1급을 작업형 실기가 있어서 그냥 

정보통신기사로 정했다. 

책은 이기적으로 골랐다. 다른건 뭐... 모르겠다. 

책을 읽어보니, 무선설비기사랑 조금 비슷한 내용이 많다고 한다. 

처음에는 정보처리기사가 있으니 뭐 나쁘지 않겠지?.... 라는 생각으로 시작했는데!

이게 무슨 말이지?

1장_ 정보전송일반 부터 무슨 소리인지 모르겠다. 

1). PCM, DM 등 원천부호화

원천부호화라는 것이 뭔말이지...?

목차, 대제목부터 막혔닼ㅋㅋㅋㅋㅋㅋ...

*원천부호화는 디지털 통신에서 정보를 효율적으로 표현하기 위해 사용하는 과정으로, 이를 통해 신호나 데이터를 디지털화하거나 압축하여 전송 효율성을 높이고, 통신 시스템의 대역폭 사용을 줄이는 데 도움을 준다.

원천 부호화는
일반적으로 아날로그 신호 -> 디지털 신호로 변환하거나, 디지털 데이터를 더욱 효율적으로 표현하는 과정.

3쪽을 읽고 문제도 풀면서 이해하니, 아주 간단한 말이 었다. 

아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 것이고, 이에 관련된 PCM라는 과정을 더 깊이 있는 설명이 들어있다. 

1_1. PCM (Pulse Code Modulation, 펄스 부호 변조)

PCM은 아날로그 신호를 디지털로 변환하는 가장 기본적인 방식.

• 단계:
  1. 샘플링(표본화): 아날로그 신호를 일정 시간 간격으로 측정(샘플링)합니다. 이때 샘플링 주파수는 나이퀴스트 이론에 따라 원 신호의 최대 주파수보다 최소 2배 이상이어야 합니다.
  2. 양자화(Quantization): 샘플링한 값을 일정한 디지털 값(레벨)으로 근사화.
  3. 부호화(Encoding): 양자화된 값을 이진수 형태로 표현.
• 응용: 전화, 오디오 녹음, 디지털 방송 등에서 많이 사용.

1_2. DM (Delta Modulation, 델타 변조)

DM은 PCM보다 단순화된 부호화 방식으로, 신호의 변화량만을 표현.

• 작동 원리:
  • PCM처럼 절대적인 신호 값을 기록하지 않고, 직전 값과의 *차이(Δ)*만 부호화.
  • 신호가 변화하는 방향(증가/감소)을 1비트로 표현하기 때문에, 데이터 양이 줄어드는 장점.
• 제한점:
  • 신호 변화가 급격할 경우 왜곡이 발생할 수 있습니다(슬로프 과부하).

2) 반송파

정보(음성, 영상, 데이터 등)는 보통 낮은 주파수(저주파) 대역에 존재함.

하지만 저주파 신호는 직접 전송하기 어렵다. 이를 해결하기 위해 고주파 신호인 반송파에 정보를 실어 보냄(변조)

반송파는 다음과 같은 역할을 한다.

• 정보 전달: 반송파에 정보를 실어 전송.
• 멀리 보내기: 고주파 신호는 저주파 신호보다 더 멀리 전달 가능.
• 신호 분리: 여러 신호를 주파수 대역으로 구분해 통신 시스템에서 서로 혼선 없이 사용 가능.   

2_1. 반송파와 변조

반송파는 그 자체로는 아무 정보도 포함하지 않는다.

정보를 반송파에 실으려면 변조라는 과정을 거쳐야한다.

변조란 반송파의 특정 특성을 변형해 정보를 표현하는 방법 | 반송파를 주파수가 낮은 신호파와 대응시켜 신호의 형태를 변화 시켜 이득 봄.

주요 변조 방식:

1. 진폭 변조(AM, Amplitude Modulation):
   • 반송파의 진폭을 변화시켜 정보를 실음.
   • 라디오 방송 등에서 사용.
2. 주파수 변조(FM, Frequency Modulation):
   • 반송파의 주파수를 변화시켜 정보를 실음.
   • FM 라디오, 고품질 음성 전송에 사용.
3. 위상 변조(PM, Phase Modulation):
   • 반송파의 위상을 변화시켜 정보를 실음.
   • 디지털 통신에서 사용.

하지만 저주파 신호는 직접 전송하기 어렵다.  왜?!

1. 멀리 가는 힘이 약하다

저주파 신호는 파장이 길다. 파장이 길다는 건 에너지가 넓게 퍼지기 쉽고, 전파가 약해져서 멀리 보내기 어렵다는 뜻.

• 예시: 사람 목소리(저주파)는 가까운 사람에게는 들리지만, 먼 거리에서는 잘 안 들리는 것 처럼

2. 안테나 크기 문제

전파를 잘 보내려면 안테나의 크기가 신호의 파장과 비슷해야 효과적.

• 예를 들어:
  • 저주파(1kHz): 파장은 300km! → 300km 크기의 안테나가 필요.
  • 고주파(1MHz): 파장은 300m → 현실적으로 설치 가능.

저주파를 그대로 쓰면 비효율적이고, 안테나를 어마어마하게 크게 만들어야 하니 고주파로 바꾸는 게 더 실용적.

3. 혼선이 생긴다

저주파 신호는 많은 기기가 동시에 쓰면 서로 섞여서 구분하기 어려워요.

• 반면, 고주파는 각각 다른 주파수 대역(채널)을 나눌 수 있어 혼선 없이 여러 신호를 동시에 전송 가능.

4. 정보를 더 많이 담기 어렵다

저주파는 *데이터 전송량(대역폭)*이 제한적.

• 고주파를 쓰면 더 많은 정보를 담을 수 있어서, 영상, 음악, 데이터 전송에 적합해요.

정리하자면,

• 저주파는 멀리 보내기 어렵고, 안테나가 비효율적이며, 혼선이 생기기 쉽고, 데이터를 많이 담기 어렵기 때문에,
• 고주파 신호(반송파)를 사용해 정보를 변조하여 전송함. 쉽게 말하면 저주파 신호를 "탈것(반송파)"에 태워 더 멀리 보내는 과정.

2번 안테나 문제는 어떤 말인가?

1. 전파의 파장과 안테나 길이

안테나는 전파(전자기파)를 방출하거나 수신하는 장치.
안테나가 효과적으로 동작하려면 전파의 *파장(λ)*과 밀접한 관계가 있음.

• 파장이란? 전파가 한 번 진동하면서 이동하는 거리.
• 파장은 주파수(f)와 빛의 속도(c)의 관계식으로 계산됩니다:

2. 저주파의 파장이 긴 이유

저주파는 주파수(f)가 낮아서 파장 (λ)이 매우 길다. 예를 들어:

• 1kHz(1,000Hz) 신호:

• → 300km 파장에 맞는 안테나는 150km(1/2 파장) 크기로 만들어야 효과적.

이런 저주파 신호를 전송하려면 안테나를 엄청나게 길게 만들어야 합니다. 현실적으로 너무 크고 비싸서 불가능.

3. 고주파의 파장이 짧은 이유

주파수를 높이면 파장이 짧아져서, 더 작은 안테나로 전파를 방출하거나 수신 가능:

• 1MHz(1,000,000Hz) 신호:

• → 300m 파장에 맞는 안테나는 150m(1/2 파장) 정도면 충분.

이 정도 크기는 현실적으로 제작이 가능.

4. 안테나 설계의 기준

안테나 길이는 보통 1/2 파장이나 1/4 파장으로 설계.

• 1/2 파장 안테나: 가장 기본적인 설계로, 신호를 효과적으로 방출하거나 수신 할 수 있음.
• 1/4 파장 안테나: 지면을 반사면으로 활용해 안테나 길이를 절반으로 줄인 설계.

5. 왜 고주파가 유리할까?

고주파를 사용하면 파장이 짧아져 작고 효율적인 안테나 설계가 가능해짐.

• 저주파(긴 파장)는 안테나가 너무 크고 비싸서 실용성이 떨어짐.
• 고주파(짧은 파장)는 현실적인 크기로 설계할 수 있음.

계산 문제1 _ 5[kHz]의 음성신호를 재생시키기 위한 표본화 주기(T)는?

책이랑 설명이 달라서 헷갈렸는데, 책은 주파수의 공식을 그대로 가져오는데, chat gpt에서는 주파수로 가져와서 2가 없었던것....

아무튼 5[kHz]은 5000을 의미하고 이것에 2를 곱한것이 분모!  10의 4승이 나오는데, => 역수는 10의 -4승

[μs] 단위로 변환을 해야하는데, [μs]은 10의 6승이다. 

즉, 10의 -4승 * 10의 6승을 하면 => 10의 2승 = 100[μs]

[chat gpt]에 추가적인 문제를 달라고 했다.

문제 1: 샘플링 주파수 계산

1. 20[kHz]의 음악 신호를 정확히 복원하기 위해 최소한의 샘플링 주파수는 얼마여야 하는가?

주파수는 음성신호에 *2 이상이어야한다. 

따라서 정답은 40[kHz].

문제 2: 복원 가능한 최대 주파수

2. 샘플링 주파수가 44.1[kHz]일 때, 복원 가능한 최대 주파수 대역은 몇 [kHz]인가?

샘플링 주파수(fsf_sfs​)는 신호의 최대 주파수의 2배 이상이어야 합니다.

따라서, 샘플링 주파수가 44.1[kHz]일 때, 복원 가능한 최대 주파수샘플링 주파수의 절반입니다.

따라서 정답은 22.05[kHz].

문제 3: 샘플링 주기 계산

3. 신호의 최대 주파수가 12[kHz]일 때, 신호를 정확히 복원하기 위해 필요한 최소 샘플링 주기의 값은 몇 [μs]인가?

샘플링 주파수는 24이고, 

[μs]은 10의 6승

그럼 생략하면 24분의 1000이 되는데, 

간단하게 1000을 24로 나누면 41.67이 나온다!

지금 총 4p보는데, 개념 하나도 모르겠어서 2시간 넘게 걸린 것 같다... 매일 이 속도라면 140일 넘게 걸릴 것 같은데,

과연 나의 도전을 성공할 것인가?