[통신응용DSP] Image Data 전송 과정 시뮬레이션 (AWGN, QPSK변조)

소개글

Code Builder를 이용하여 통신 시스템 구현하였습니다.
C언어를 이용하여 프로그래밍 하였으며,
이미지 데이터를 AWGN채널을 이용하여 전송하였고, QPSK 변조한 후 송수신하였습니다.
또 각 통신 시스템 블럭에서의 결과를 분석하고, 시뮬레이션 결과를 첨부하였습니다.

목차

< Digital Communication Block diagram >

< 관련이론 >
1. Modulation
2. Up conversion / Down conversion
3. SNR (Signal to Noise ratio)
4. AWGN Channel
5. Demodulation & Detection
5. Demodulation & Detection

< Source Anaylsis >
1. Header file, 함수, 변수 선언부
2. Image file을 Bit stream으로 변환(Formatting)
3. QPSK 변조
4. AWGN Channel 생성
5. AWGN Channel 통과
6. QPSK Modulation & Correaltion
7. LPF (Convolution)
8. FIR Filter

< Simulation 결과 >

본문내용

⇒ 이번 과제는 지난번 과제처럼 전송데이터를 이미지로 바꾸어 QPSK변조를 통한 통신을 해보는 것이다. 이번 과제에 쓰이는 이론은 다음과 같다.

일반적으로 통신은 어떤 Information source를 한 Point에서 다른 Point로 최소한의 Error를 가지고 전송하는 것으로, 아래에 디지털통신에 대한 Block diagram을 통해 이번 과제의 전반적인 내용을 정리해보았다. (아래 블록도에서 색이 있는 Block은 이번 과제에서 구현한 블록들이다.)

- 송신단 -
① Format : 이 과정에서는 주어진 Information을 전송하기 위하여 Bit로 바꾸어 Bit stream을 생성하는 과정이다. 지난 과제의 경우 임의의 비트를 랜덤하게 생성하여 전송하였지만, 이번에는 이미지를 불러와 10진 데이터를 읽은 후 2진 데이터로 바꾸어 Bit stream을 생성한다.

② Pulse modulation : ①번에서 생성된 Bit stream자체를 채널을 통해 전송할 수 없으므로, 통신이 가능하도록 Waveform으로 모양으로 바꿔주게 된다. 보통 Channel특성에 맞게 Waveform을 할당하게 되는데 이번 과제에서는 구형파로 모양으로 변조시킨다.

③ Bandpass Modulation : ②번에서 생성된 구형파에 맞게 QPSK변조를 하게 된다. QPSK변조는 2개의 반송파를 이용하여 4개의 위상으로 데이터를 전송하는 방식이다. 이렇게 생성된 Waveform은 주파수대역이 캐리어주파수에 의해 Bandpass Signal로 바뀌게 된다. 따라서 안테나를 통해 전송이 가능하다.

- 채널 –
① AWGN Channel : 이번과제에서 사용하게 되는 채널은 AWGN채널이다. AWGN은 간단히 설명하면 Additive White Gaussian Noise의 줄임말로, 잡음의 전력스펙트럼이 모든 주파수에 대해 동일한 크기를 갖으며, Gaussian 분포를 갖고 신호에 더해지는 노이즈를 의미한다. 따라서 채널을 통과한 신호는 이런 노이즈가 포함되어 수신단으로 전송된다.

- 수신단 –
① Demodulation : 수신단에서는 송신단의 역과정을 수행하게 된다. 이때 Demodulation은 Bandpass를 통해 전송된 신호를 송신단과 같은 Carrier를 곱해주어 Baseband로 신호의 주파수를 내려준다. 이때는 QPSK복조를 이용한다. 복조기는 I,Q채널 합성 신호에 각각 두개의 캐리어를 곱한 후 LPF를 통과시킨다.

참고 자료

없음