연속 위상 변조(Continuous Phase Modulation, CPM)
1. 변조 및 복조
ㅇ 변조 (Modulation)
- 신호 정보를전송 매체의 채널 특성에 맞게끔신호(정보)의 세기나 변위, 주파수,
위상등을적절한 파형 형태로 변환하는 것
* 한편, 무변조 전송은, 정보를 싣지않은채 항상 일정한 변조 주파수로 전송하는 것을 일컬음
ㅇ 복조 (Demodulation)
- 이렇게 변조되어 전송된 중에 손상된 파형을 원래의 정보신호 파형으로 복원하는 것
. 동기 복조 : 수신 신호에서 반송파를 검출하여, 이 반송파의 위상 정보를 이용
. 비동기 복조 : 수신 신호의 반송파 위상정보를 전혀 이용하지 않고 복조하는 방식
2. 변조를 하는 이유
ㅇ 장거리 전송
- 전송 매체에 알맞은 변조방식을 사용하면, 장거리 전송이 가능
ㅇ 다중화 용이
- 변조가 넓은 주파수대역에 걸치므로, 여러 채널을 그룹화할 수 있는 다중화가 가능
ㅇ 안테나 크기 축소
- 주파수를 높임에 따라, 안테나 길이,크기의 단축이 가능
ㅇ 높은 주파수 신호 수용
- 성능 제고를 위한 신호처리(에러제어 등)를 하여 신호 대역폭이 넓어지면,
그만큼 반송파 주파수를 높여야함 즉, 변조 필요가 생김
ㅇ 신호처리 용이
- 필터링 또는 증폭과 같은, 설계요구사항의 충족이 가능한 주파수대로 전환 필요
ㅇ 잡음 내성
- 신호 대역폭을 늘려주어, 잡음 및 간섭에 강인하게함
※ 결국, 변조란 데이터를 담은 신호를 채널에 알맞은 전송 파형으로 변환하는
과정이라고 할 수 있음
3. 변조방식의 구분
ㅇ 파형 변환 유형에 따른 분류
- 아날로그 변조 (Analog Modulation)
. 아날로그 신호에 의해 반송파의 파라미터(진폭,위상,주파수등)를 변화시켜 전송
.. 연속파 변조 : AM(Amplitude Modulation), FM(Frequency Modulation) 등
.. 아날로그 펄스 변조 : PAM(펄스진폭변조), PWM(펄스폭변조), PPM(펄스위치변조)
- 디지털 변조 (Digital Modulation)
. 디지털 정보를 채널에 맞게 여러 가능한 신호(신호집합) 중 하나와 대응시켜 전송
.. 디지털 펄스 변조 : PNM(펄스수변조), PCM(펄스부호변조), DM(델타 변조) 등
.. ASK, FSK, PSK, QAM 등☞ 디지털 변조 분류 참조
* 한편, 디지털 변조 방식에서 검출(detection) 또는 복호(Decoding) 라함은,
.. 디지털 변조 파형의 복조 후에 심볼의 결정(판단) 과정을 말함.
ㅇ 주파수대역 구분에 따른 분류
- 기저대역 변조 (Baseband Modulation)
. 반송파 없는 저주파 대역에서 그대로 전송
- 대역통과 변조 (Bandpass Modulation)
. 높은 주파수의 반송파 대역으로 변조하여 전송☞ 주파수 천이 참조
ㅇ 반송파에서 어느 변수를 변조(진폭,주파수,위상)시키느냐에 따른 분류
- 진폭 변조 (AM)
- 주파수 변조 (FM)
- 위상 변조 (PM)
- 진폭과 위상을 동시에 변조 (QAM)
ㅇ 반송파가 단일 또는 다중에 따른 분류
- 단일 반송파 변조방식 (SCM) : 대부분의 기존 변조 방식들
. 하나의 반송파에 모든 정보를 실어 변조하는 변조방식
- 다중 반송파 변조방식 (MCM) : DMT, OFDM(직교주파수분할다중화)
. 다수의 협대역 부반송파 또는 부채널로 변조 및 전송하는 기술
ㅇ 효율에 따른 분류
- 대역폭 효율적인 변조
. 아날로그 변조 : SSB, VSB, 아날로그 QAM
. 디지털 변조 : QPSK, 8 PSK, 16QAM, 64QAM 등
- 전력 효율적인 변조 : QPSK, OQPSK, MSK, MFSK 등
ㅇ 수신기에 위상 동기화 회로를 갖추는지 여부에 따른 분류
- 동기 변조 (Coherent Modulation) : ASK, PSK, 동기 FSK, QAM 등
- 비동기 변조 (Non-coherent Modulation) : 비동기 FSK, DPSK, DAPSK 등
ㅇ 선형성 여부에 따라
- 선형 변조 : 진폭변조 (AM)
- 비선형 변조 : 각 변조 (FM, PM)
ㅇ 진폭 변조(AM)에서 반송파(Carrier),측파대(Sideband)의 전송 여부에 따라
- 전통적인 양측파대 진폭변조 (DSB-TC) : 반송파와 양 측파대 모두 전송
- 양측파대 반송파억압 진폭변조 (DSB-SC) : 반송파가 제거되고 양 측파대 만 전송
- 단측파대 진폭변조 (SSB) : 한쪽 측파대 만 전송
- 잔류측파대 진폭변조 (VSB) : 한쪽 측파대 모두,다른쪽 측파대 일부 전송
연속 위상 변조 방식은 삼각한 스펙트럼 재생성을 유발하지 않으면서 전력 증폭에 요구되는 선형성을 제거하므로 증폭기에 소요되는 비용을 감소시킬 수 있는 방법을 말한다. 복조 방식으로는 디퍼렌셜(Differential) 혹은 디스크리미네이터(Discriminator) 등의 방식이 이용된다.
이 계열의 변조기는 전력증폭기 사용상의 장점이 있으나, 주파수 이용 효율이 좋지 않아 디지털 이동통신 시스템에 잘 활용되지 못하고 있다. 대체로 주파수 효율이 좋은 변조 방식과 선형 전력증폭기를 같이 사용한다. CPM 계열의 변조 방식은 MSK, GMSK, TFM 등이 있다.