반송파
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1. 개요
반송파는 무선 통신 시스템에서 정보를 전송하기 위해 사용되는 라디오 주파수의 정현파 교류이다. 송신기는 정보를 반송파에 변조하여 전파를 방사하고, 수신기는 변조된 반송파에서 정보를 추출한다. 주파수 분할 다중화 기술을 사용하여 여러 정보 채널을 단일 채널로 전송하는 데 활용되며, 케이블 TV나 광섬유 통신에 사용된다. 반송파는 정보 전달에 직접 기여하지 않으므로, 단일 측파대 변조와 같은 기술에서는 반송파를 억제하기도 한다. 또한, 주파수 확산 스펙트럼, 초광대역, OFDM과 같은 기술은 반송파를 사용하지 않고 정보를 전송한다. 반송파 누설은 상호 변조 또는 DC 오프셋으로 인해 발생할 수 있는 간섭 현상이다.
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| 반송파 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 유형 | 전자기파 |
| 용도 | 정보 전송 |
| 관련 개념 | 변조, 복조 |
| 설명 | |
| 정의 | 일정한 주파수와 진폭을 가진 정현파 신호 |
| 역할 | 변조를 통해 정보를 전송하는 매개체 |
| 특징 | 변조가 없을 경우 정보 전달 불가 |
| 활용 | |
| 예시 | 라디오 방송, 텔레비전 방송, 무선 통신 |
| 변조 방식 | 진폭 변조(AM), 주파수 변조(FM), 위상 변조(PM) |
2. 반송파의 원리
'반송파'라는 용어는 라디오에서 유래되었다. 무선 통신 시스템에서 정보는 전파를 통해 공간으로 전송된다. 송신측에서 정보는 변조 신호의 형태로 송신기에 적용된다. 송신기에서 전자 발진기는 라디오 주파수의 정현파 교류를 생성하며, 이것이 반송파이다. 정보 신호는 반송파를 변조하여 파동에 정보를 담는다. 교류는 증폭되어 송신기의 안테나에 적용되어 수신기 위치로 정보를 전달하는 전파를 방사한다. 수신측에서 전파는 수신기의 안테나에 부딪혀 작은 진동 전류를 유도하고, 이 전류가 수신기에 적용된다.
2. 1. 변조
무선 통신 시스템에서 정보는 전파를 통해 공간으로 전송된다. 송신측에서 정보는 변조 신호의 형태로 송신기에 적용된다. 송신기에서 전자 발진기는 라디오 주파수의 정현파 교류를 생성하며, 이것이 반송파이다. 정보 신호는 반송파를 변조하여 파동에 정보를 담기 위해 반송파의 일부 측면을 변경하는 데 사용된다. 교류는 증폭되어 송신기의 안테나에 적용되어 수신기 위치로 정보를 전달하는 전파를 방사한다. 수신기에서는 변조된 반송파에서 변조 신호를 추출하며, 이를 복조라고 한다.[1]20세기 대부분의 라디오 시스템은 주파수 변조(FM) 또는 진폭 변조(AM)를 사용하여 반송파에 정보를 추가했다. 라디오 송신기의 변조된 AM 또는 FM 신호의 주파수 스펙트럼은 반송파 주파수 에서 강한 성분 ''(C)''과 반송파 주파수 위아래에 좁은 측파대 ''(SB)''에 포함된 변조로 구성된다. 라디오 또는 텔레비전 방송국의 주파수는 반송파 주파수로 간주된다. 그러나 반송파 자체는 정보를 전송하는 데 유용하지 않으므로 반송파 성분의 에너지는 송신기 전력의 낭비이다. 따라서 많은 현대 변조 방법에서는 반송파가 전송되지 않는다. 예를 들어, 단일 측파대 변조(SSB)에서 반송파는 억제되고 (일부 형태의 SSB에서는 제거됨) 비트 주파수 발진기(BFO)에 의해 수신기에서 반송파를 다시 도입해야 한다.[1]
반송파는 또한 주파수 분할 다중화(FDM) 기술을 사용하여 단일 케이블 또는 다른 통신 채널을 통해 여러 정보 채널을 전송하는 데 널리 사용된다. 예를 들어, 케이블 텔레비전 시스템에서 수백 개의 텔레비전 채널은 각 텔레비전 채널을 다른 주파수의 반송파에 변조한 다음 모든 반송파를 케이블을 통해 전송하여 단일 동축 케이블을 통해 소비자에게 배포된다. 수신측에서는 튜닝 회로를 사용하는 대역 통과 필터로 개별 채널을 분리하여 원하는 텔레비전 채널을 표시할 수 있다. 파장 분할 다중화라는 유사한 기술은 서로 다른 빛의 반송파, 즉 서로 다른 파장의 빛을 변조하여 광섬유를 통해 여러 채널의 데이터를 전송하는 데 사용된다.[1]
2. 2. 복조
수신기에서는 변조된 반송파에서 변조 신호를 추출하며, 이를 복조라고 한다.20세기의 대부분의 라디오 시스템은 주파수 변조 (FM) 또는 진폭 변조 (AM)를 사용하여 반송파에 정보를 추가했다. 라디오 송신기의 변조된 AM 또는 FM 신호의 주파수 스펙트럼은 반송파 주파수 에서 강한 성분 ''(C)''과 반송파 주파수 위아래에 좁은 측파대 ''(SB)''에 포함된 변조로 구성된다. 라디오 또는 텔레비전 방송국의 주파수는 반송파 주파수로 간주된다. 그러나 반송파 자체는 정보를 전송하는 데 유용하지 않으므로 반송파 성분의 에너지는 송신기 전력의 낭비이다. 따라서 많은 현대 변조 방법에서는 반송파가 전송되지 않는다. 예를 들어, 단일 측파대 변조 (SSB)에서 반송파는 억제되고 (일부 형태의 SSB에서는 제거됨) 비트 주파수 발진기 (BFO)에 의해 수신기에서 반송파를 다시 도입해야 한다.
3. 반송파의 활용
'반송파'라는 용어는 라디오에서 유래되었다. 라디오 또는 텔레비전 방송과 같은 무선 통신 시스템에서 정보는 전파를 통해 공간으로 전송된다. 송신측에서 정보는 변조 신호의 형태로 송신기에 적용된다. 송신기에서 전자 발진기는 라디오 주파수의 정현파 교류를 생성하며, 이것이 반송파이다. 정보 신호는 반송파를 변조하여 파동에 정보를 담기 위해 반송파의 일부 측면을 변경하는 데 사용된다. 교류는 증폭되어 송신기의 안테나에 적용되어 수신기 위치로 정보를 전달하는 전파를 방사한다. 수신측에서 전파는 수신기의 안테나에 부딪혀 작은 진동 전류를 유도하고, 이 전류가 수신기에 적용된다. 수신기에서는 변조된 반송파에서 변조 신호를 추출하며, 이를 복조라고 한다.
20세기의 대부분의 라디오 시스템은 주파수 변조(FM) 또는 진폭 변조(AM)를 사용하여 반송파에 정보를 추가했다. 라디오 송신기의 변조된 AM 또는 FM 신호의 주파수 스펙트럼은 반송파 주파수 에서 강한 성분 ''(C)''과 반송파 주파수 위아래에 좁은 측파대 ''(SB)''에 포함된 변조로 구성된다. 라디오 또는 텔레비전 방송국의 주파수는 반송파 주파수로 간주된다. 그러나 반송파 자체는 정보를 전송하는 데 유용하지 않으므로 반송파 성분의 에너지는 송신기 전력의 낭비이다. 따라서 많은 현대 변조 방법에서는 반송파가 전송되지 않는다. 예를 들어, 단일 측파대 변조(SSB)에서 반송파는 억제되고 (일부 형태의 SSB에서는 제거됨) 비트 주파수 발진기(BFO)에 의해 수신기에서 반송파를 다시 도입해야 한다.
반송파는 또한 주파수 분할 다중화(FDM) 기술을 사용하여 단일 케이블 또는 다른 통신 채널을 통해 여러 정보 채널을 전송하는 데 널리 사용된다. 예를 들어, 케이블 텔레비전 시스템에서 수백 개의 텔레비전 채널은 각 텔레비전 채널을 다른 주파수의 반송파에 변조한 다음 모든 반송파를 케이블을 통해 전송하여 단일 동축 케이블을 통해 소비자에게 배포된다. 수신측에서는 튜닝 회로를 사용하는 대역 통과 필터로 개별 채널을 분리하여 원하는 텔레비전 채널을 표시할 수 있다. 파장 분할 다중화라는 유사한 기술은 서로 다른 빛의 반송파, 즉 서로 다른 파장의 빛을 변조하여 광섬유를 통해 여러 채널의 데이터를 전송하는 데 사용된다.
4. 반송파 없는 변조 시스템
변조된 무선 신호의 정보는 측파대에 포함되어 있는 반면, 반송파 주파수 성분의 전력 자체는 정보를 전송하지 않는다. 이러한 이유로 주파수 확산 스펙트럼, 초광대역과 같은 새로운 형태의 무선 통신과 OFDM은 기존의 정현파 반송파를 사용하지 않는다.
4. 1. 주파수 확산 스펙트럼
주파수 확산 스펙트럼, 초광대역과 같은 새로운 형태의 무선 통신과 OFDM은 Wi-Fi 네트워크, 디지털 텔레비전, 디지털 오디오 방송(DAB)에서 널리 사용되며 기존의 정현파 반송파를 사용하지 않는다. 변조된 무선 신호의 정보는 측파대에 포함되어 있는 반면, 반송파 주파수 성분의 전력 자체는 정보를 전송하지 않기 때문이다.4. 2. 초광대역 (UWB)
주파수 확산 스펙트럼 및 초광대역과 같은 새로운 형태의 무선 통신은 정보를 전송하지 않는 반송파 주파수 성분의 전력 낭비를 줄이기 위해 기존의 정현파 반송파를 사용하지 않는다. 이러한 기술은 Wi-Fi 네트워크, 디지털 텔레비전, 디지털 오디오 방송 (DAB)에서 널리 사용된다.4. 3. 직교 주파수 분할 다중화 (OFDM)
주파수 확산 스펙트럼 및 초광대역과 같은 새로운 형태의 무선 통신과 직교 주파수 분할 다중화(OFDM)는 Wi-Fi, 디지털 텔레비전, 디지털 오디오 방송(DAB)에서 널리 사용되며 기존의 정현파 반송파를 사용하지 않는다.5. 반송파 누설
반송파 누설은 상호 변조 또는 직류(DC) 오프셋으로 인해 발생하는 간섭이다. 이는 신호의 대역폭 내에서 진폭이 신호의 진폭과 무관한 비변조 정현파 형태로 나타난다. 주파수 혼합기를 참조하라.
참조
[1]
웹사이트
Carrier wave with no modulation transports no information.
http://www.utexas.ed[...]
University Of Texas
2008-05-30
[2]
웹사이트
How does modulation work? {{!}} Tait Radio Academy
https://www.taitradi[...]
2014-10-22
[3]
문서
Federal Standard 1037C and MIL-STD-188
[4]
웹사이트
What Is Modulation and How Does It Improve Your Music
https://iconcollecti[...]
2019-05-08
[5]
웹인용
Carrier wave with no modulation transports no information.
http://www.utexas.ed[...]
University Of Texas
2008-05-30
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