디지털통신시스템설계 12주차 실습

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이번 시간은 Gray coding 된 QPSK 변조와 실습에서 구현했던 BPSK의 BER을 비교하는 시간이었다. 이번 과제를 통해 Gray coding 된 QPSK 와 BPSK의 BER이 같다는 것을 알 수 있었다. 둘의 BER이 같아지는 이유는 constellation으로 직관적으로 알 수 있었다. Gray coding의 원리는 심볼들을 가장 인접한 심볼간 비트 차이가 1이게끔 만들어 오류가 생기더라도 1비트만오류가 발생하게 되기 때문이다.
BER 외에도 둘의 성능을 비교 분석해볼 수 있는 시간이었다. BPSK는 2진수 ‘0’ 또는 ‘1’을 나타내기 위해 두 가지 M을 사용한다. 기본적으로 반송파 신호의 위상은 두 값 사이에서 이동되고 이는 간단하고 강력하지만 대역폭 효율은 좋지 못하다. 하지만 동일한 신호 대 잡음비 에서 BPSK는 일반적으로 QPSK에 비해 BER이 더 낮다. 이는 BPSK의 위상이 더 구별 가능하여 잡음에 의한 비트를 잘못 해설할 가능성이 적기 때문이다.
반면에 QPSK는 4개의 M을 사용하여 심볼 당 2비트를 Encoding 한다. 따라서 QPSK는 동일한 대역폭 내에서 BPSK 보다 두 배 많은 데이터를 전송할 수 있다. 그러나 QPSK는 위상에서 서로 더 가깝기 때문에 잡음에 더 약하고 구별하기 어려워진다. 하지만 이번 과제에서 Gray coding 한 것처럼 QPSK를 변조하면 이와 같은 문제를 해결하여 동일한 대역폭 내에서 두 배의 데이터를 전송하며, 데이터 속도는 더 빠르게 할 수 있다.

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