디지털 통신용 수신기에서의 에러 잡음에 대처하는 두가지 방법이 있다.
- 정합필터 (Matched Filter)
전송 중 부가되는 잡음의 영향을 최소화 하기 위해 사용 - 등화기 (Equalizer)
전송 채널의 진폭 및 위상 왜곡 등에 의해 발생되는 채널 왜곡 (ISI)의 영향을 최소화하기 위해 사용
정합필터 (Matched Filter)의 개요
디지털 통신 시스템에서는 펄스의 파형이나 크기는 중요하지 않고, 펄스의 존재 유무를 판별하는 것이 중요하다. 정합필터는 펄스의 존재 유무를 결정하는 순간에 신호 대 잡음비를 최대로 유지하도록 하는 선형시불변 필터이다.
디지털 통신 시스템에서는 펄스의 파형이나 크기는 중요하지 않고, 펄스의 존재 유무를 판별하는 것이 중요하다. 정합필터는 펄스의 존재 유무를 결정하는 순간에 신호 대 잡음비를 최대로 유지하도록 하는 선형시불변 필터이다.
수신단에서 SNR을 최대화하여 필요한 신호는 강조하고, 잡음은 억제시켜 채널상의 잡음으로 인한 오류 확률을 최대한 감소시키는 2진 판정 회로이며, 2진 펄스 신호를 오류없이 정확히 판별할 수 있다.
정합필터는 적분-덤프 회로 (Integrate-and-Dump)에 응용된다. 한 비트 구간 동안 적분되며, 다음 비트 구간이 시작되면 0으로 초기화한다. NRZ의 신호의 경우 잡음 신호는 적분기에서 평균이 0이나 원래 신호는 적분 구간에서 선형적으로 증하혀 적분 구간의 끝에서 SNT이 아래 그림과 같이 최대가 된다.
디지털 통신 시스템의 동기 검파에서 사용한다.
상관기 (Correlator)의 개요
입력신호와 Conjugated Match되는 임펄스 응답 특성을 가지는 필터이므로 주파수 영역 관점에서는 정합필터라 부르고, 시간 영역의 관점에서는 상관기 (Correlator)라고 부른다. 펄스 존재의 판별 시점에서 상관기 및 정합필터의 특성이 동일하기 때문이다.
입력신호와 Conjugated Match되는 임펄스 응답 특성을 가지는 필터이므로 주파수 영역 관점에서는 정합필터라 부르고, 시간 영역의 관점에서는 상관기 (Correlator)라고 부른다. 펄스 존재의 판별 시점에서 상관기 및 정합필터의 특성이 동일하기 때문이다.
상관기는 입력 신호와 동일 신호를 곱해서 적분한 후, 비트 주기로 샘플링하여 0과 1을 판별하므로 원리상으로 정합필터와 동일하다.
등화기 (Equalizer)
등화(Equalizing)는 통신에 사용되는 전 주파수 대역에 걸쳐 진폭 및 위상이 균일한 특성을 가지게 하여 채널상의 왜곡 및 간섭 등을 복원 보상하는 신호처리 또는 필터링 기술을 의미한다. 일반적으로 전송선로나 수신 증폭기는 전 주파수 대역에 걸쳐 균일한 특성을 가지지 못하고 주파수 특성을 가진다. 등화기는 고주파 영역의 상쇄를 보상하여 전체 주파수 특성을 평탄하게 만들어 잡음의 영향을 줄이고 ISI (심볼간 간섭)을 감소시킨다.
등화(Equalizing)는 통신에 사용되는 전 주파수 대역에 걸쳐 진폭 및 위상이 균일한 특성을 가지게 하여 채널상의 왜곡 및 간섭 등을 복원 보상하는 신호처리 또는 필터링 기술을 의미한다. 일반적으로 전송선로나 수신 증폭기는 전 주파수 대역에 걸쳐 균일한 특성을 가지지 못하고 주파수 특성을 가진다. 등화기는 고주파 영역의 상쇄를 보상하여 전체 주파수 특성을 평탄하게 만들어 잡음의 영향을 줄이고 ISI (심볼간 간섭)을 감소시킨다.
디지털 시스템의 중계 전송에 사용한다.
종류는 다음과 같다.
- 아날로그 등화기
장시간 ISI를 0으로 만들어 전송로가 시간에 따라 급격히 변화하지 않을때 사용 - 디지털 등화기
전송로가 시간에 따라 변하는 경우 전달함수를 바꾸면서 ISI를 0으로 만들 수 있다. - 자동 등화기
등화기도 필터이므로 어느 정도의 잡음은 제거하지만 완벽하지 않기 때문에 등화기 뒷단에 정합필터를 두어 완벽하게 잡음을 제거한다.
