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노이즈의 종류

시작이반입니다 시작이반입니다 2021. 5. 13. 06:00

노이즈의 종류

잡음에는 주로 다음 네 가지가 분류됩니다. 열잡음 및 백색 잡음 상호변조 잡음, 주파수간 상호간접 누화 잡음, 충격성 잡음이 있습니다. 열잡음 수신기 전송 선로 또는 전파 매체 내에서 열 교란에 의해 발생하는 잡음으로 열 교란 잡음이라고도 합니다. 열잡음은 열에너지에 의해 발생하는 것이므로 온도가 높을수록 잡음 전압이 커지며 주파수 분포가 넓은 범위에 이릅니다. 전도체 내부의 전자들이 열에 따른 불규칙한 운동량의 변화에 기인한 것으로 열 교란에 의한 내부로부터의 잡음입니다. 이 잡음은 어떤 형태의 전자장비와 매체에도 나타나며, 그 크기는 절대온도에 비례합니다. 또한 모든 범위의 주파수에 대해 균일한 전력 스펙트럼을 갖고 있습니다. 열잡음은 '흰빛' 과 같은 형태의 주파수 스펙트럼을 가지므로 백색잡음(white noise 혹은 random noise)이라고도 불립니다. 이는 제거될 수 없는 잡음으로 열잡음 외의 왜곡은 없는 이상적인 전송매체의 용량이 이론적으로 가능한 최대용량이 됩니다. 모든 전사소자와 전송매체에서 발생하며 온도에 대한 함수로 표현됩니다. 모든 주파수 영역에 걸쳐 고루 분포되므로 백색잡음(white noise)이라고도 할 수 있습니다.그리고 이 잡음은 제거될 수 없으며, 통신 시스템의 효율성에 대한 기본적인 제한점이 됩니다. 상호변조 잡음은 다중화된 신호들이 증폭기를 거칠 때 증폭기의 비직선성 때문에 이웃하는 채널끼리 상호변조를 일으킴으로써 발생합니다. 상호변조란 독립된 두 개의 채널의 신호가 변조를 일으켜 제 3의 채널의 대역에 속하는 주파수를 만드는 것을 의미합니다. 따라서 제3의 채널에서는 이것이 일종의 혼선이 되는 것입니다. 그리고 많은 수의 채널이 상호변조를 일으키게 되면 다른 채널에 배경잡음으로 작용합니다. 그러나 한 신호가 단일 주파수인 경우에 음성신호를 변조하게 되면 다른 채널에 명확히 음성이 들리게 되어 다른 채널의 통화자는 다른 사람의 통화내용을 듣게 됩니다. 따라서 단일 주파수의 신호는 가능하면 낮은 세력을 갖도록 해야 합니다. 데이터전송에서는 단일주파수 신호가 전송되는 경우가 많습니다. 즉 데이터신호의 코드가 반복적이면 결국 단일 주파수가 되며 데이터가 전송되지 않은 휴지상태 때 변복조기에 변조되지 않은 "캐리어" 주파수를 내보내는 경우가 있습니다. 이때에도 단일 주파수가 됩니다. 따라서 변복조기의 설계를 할때 반복 계속되는 코드는 스크램블하여 보내고 변조 되지 않은 "캐리어" 주파수를 내보낼 때에는 출력레벨을 낮추도록 하는 것이 바람직합니다. 누화는 비가 오거나 습기가 많은 날 전화를 사용할 때, 다른 전화의 대화 내용이 함께들리는 현상으로 전화통화 중 다른 사람의 말이 들리는 혼선과 같은 현상으로, 열잡음 에 비해서는 크기가 작은 편입니다. 누화는 신호의 경로가 비정산적으로 결합된 경우입니다. 즉, 전송매체인 이중나선(twisted pair) 간에 두 전선이 꼬여 있기 때문에 두 전선간 의 전기적 신호의 결합으로 발생됩니다. 드물게는 전송되는 케이블 사이에서도 발생할 수 있습니다. 전화 선로가 인접한 다른 전화 선로와 상호 유도작용를 일으킴으로써 발생 신호의 경로가 비정상적으로 결합된 경우 일반적으로 누화는 열잡음보다 좀 작거나 비슷함 정도의 중요성을 지닙니다. 충격성 잡음은 전송시스템에서 순간적으로 일어나는 높은 진폭의 잡음입니다. 번개나 형광 등의 스파크, 통신장비의 결함 같은 예측할 수 없는 외적 요인의 의해 연속적이고 불규칙한 진폭의 짧은 잡음이 방송 전파나 통신 시스템에 전자기적 충격으로 가해지기 때문에 발생하는 잡음입니다. 이는 주로 기계적인 충격에 의해서 발생하므로 데이터 전송에 에러를 발생하게 하는 중요한 원인이 됩니다. 이러한 영향에 의해 생기는 잡음을 돌발적인 잡음이라고 부릅니다. 이 잡음은 단속적이고, 펄스와 같은 뾰족하게 돌출한 형태를 띠며 순간적이지만 다른 잡음에 비해 상대적으로 큽니다. 잡음은 음성과 같은 아날로그 정보 전송에서는 큰 문제가 되지 않으나, 디지털전송에서는 중대한 문제를 초래합니다. 예를 들어, 전화 통화중 짧은 단속은 내용 파악에 별 지장을 주지 않지만 디지털 전송에서는 매우 짧은 순간도 상당수의 비트를 포함하기 때문에 많은 정보의 손실을 가져올 수 있습니다. 0.01초 동안의 전기적 충격으로 음성신호에는 큰 영향을 미치지 않으나 4,800bps로 전송되는 디지털 신호의 경우, 거의 50bit 정도의 정보가 유실됩니다. 디지털 신호에서 잡음의 영향은 1의 값을 가지는 비트를 0의 값을 가지는 비트로 바꿔 정보를 왜곡시킵니다. 아날로그 데이터 전송은 큰 문제점 없고 디지털 데이터 전송에서는 전기적 충격에 의한 정보 유실이 발생하여 큰 영향을 끼 칠 수 있습니다.

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