정보통신기사(권병철) 필기 1편 141p 상관검파는 무엇인가요?

필기 141p  DSSS직접확산

 

상관검파는 무엇인가요?

검파하면 복조에서 동기식복조 비동기식복조는 이해가 되었는데

 

상관검파는 무엇을 말하는건가요?  동기식인가요? 비동기식인가요?

 

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댓글

댓글 5개
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  • 안녕하세요. 관련 답변드립니다.

    조금 이론적인 부분입니다.  상관기(상관검파, Correlation filtering)과 정합필터(Matched filter)와 거의 유사한 개념이라고 생각하시면 됩니다.

    어떤 입력신호중에 임펄스 신호에 대해 설명드립니다.

    임펄스 입력신호에 대해 출력의 SNR을 최대로 하는 임펄스 응답은 h(t) = Ks(Tb-t)로 표현될 수 있습니다. 이때 h(t)를 matched filter라 하며,정합필터 출력의 최대 SNR은 t = Tb에서 얻어집니다.

     

    위의 신호를 출력이 t=Tb일때 신호가 최대가 됨을 알수 있습니다. 상관검파도 이와 유사한 개념으로 보시면 됩니다.

    상관검파는 복조 단계의 동기식 복조와 밀접한 관련이 있으며, 동기화 과정에서 상관검파가 중요한 역할을 할 수 있습니다.

    감사합니다

     

     

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  • 위에 설명한 동일한 기능을 상관기(상관검파)로 표현하면 곱셈기와 적분기로 표현할 수 있습니다.

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  • 안녕하세요 질문에 대한 답변 아래 그림으로 보내드립니다

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  • 특징에 잡음 최소화 라고 하는데

    정합필터랑 상관기가 ISI 심볼간간섭에 취약하다면
    0과 1 유무 판별과정에서
    임펄스가 SNR이 최대가 되는 순간 이산화 샘플링에 의해 외부잡음을 최소화 하는거를
    심볼간간섭에서 잡음발생 할 때 같은 방식으로 최소화 한다고 봐야할까요?

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  • 안녕하세요. 답변이 늦어 미안합니다.

    1. 기본적으로 정합필터나 상관기 자체는 ISI를 제거하는 능력이 없습니다. ISI가 있는 경우 필터링된 결과에 여전히 ISI가 포함되게 됩니다. 따라서 ISI가 있는 환경에서는 정합필터와 상관기의 성능이 저하될 수 있습니다.

    2. ISI를 최소화하는 방법은 정합필터나 상관리가 아닌 다른 방법으로 개선해야 합니다.

     

    아래는 질문과 관련 내용입니다. 참조하세요. 

    정합필터와 상관기가 심볼간 간섭(ISI)에 취약하다는 것은 그 자체가 ISI를 발생시키거나 확대시킨다는 의미보다는, 이러한 필터들이 ISI 환경에서 효과적으로 작동하기 어렵다는 것을 의미합니다. 이를 이해하기 위해, 정합필터와 상관기의 동작 원리 및 ISI와의 관계를 먼저 살펴보겠습니다.

    정합필터와 상관기의 기본 원리

    정합필터와 상관기는 디지털 통신 시스템에서 수신된 신호를 검출하기 위해 사용됩니다. 이들의 목적은 수신 신호와 예상되는 신호(템플릿) 간의 상관을 최대화하여, 신호 대 잡음비(SNR)를 최대화하는 것입니다.

    • 정합필터: 특정 신호 파형에 대해 최적화된 필터로, 그 신호의 SNR을 최대화합니다.
    • 상관기: 입력 신호와 미리 정의된 템플릿 신호 간의 상관 관계를 계산하여 신호의 존재 여부를 검출합니다.

    ISI와 정합필터/상관기의 문제

    ISI는 심볼 간 간섭으로, 이전 또는 이후의 심볼이 현재 심볼에 영향을 미치는 현상입니다. 이는 주로 채널의 대역폭 제한이나 멀티패스 전파 등으로 인해 발생합니다.

    정합필터나 상관기 자체는 ISI를 제거하는 능력이 없습니다. 이들은 단순히 입력 신호에 대해 최적의 필터링을 수행할 뿐이기 때문에, ISI가 있는 경우 필터링된 결과에 여전히 ISI가 포함되게 됩니다. 따라서 ISI가 있는 환경에서는 정합필터와 상관기의 성능이 저하될 수 있습니다.

    ISI 최소화와 샘플링

    ISI의 영향을 줄이기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다:

    1. 이퀄라이저 사용: 채널 이퀄라이저를 통해 ISI를 보정합니다. 이퀄라이저는 채널의 왜곡을 역으로 보상하여 ISI를 줄이는 역할을 합니다.
    2. 최적 샘플링 시점 선택: ISI가 최소화되는 시점에서 샘플링을 수행하여 잡음의 영향을 줄입니다. 이는 일반적으로 심볼의 중앙 시점에서 이루어집니다.
    3. 고급 검출 기법: 최대 가능성 시퀀스 검출(MLSD)과 같은 기법을 사용하여 ISI의 영향을 최소화합니다.

    결론

    정합필터와 상관기가 ISI에 취약하다면, 0과 1 유무를 판별하는 과정에서 다음과 같은 방식으로 ISI의 영향을 최소화할 수 있습니다:

    • 이산화 샘플링: SNR이 최대가 되는 순간(즉, 심볼 중심점)에서 샘플링하여 잡음의 영향을 최소화합니다.
    • 채널 이퀄라이제이션: 채널의 왜곡을 보정하여 ISI를 줄입니다.
    • 최적 필터 설계: ISI 환경을 고려한 필터를 설계하여 ISI의 영향을 줄입니다.

    결론적으로, 심볼간 간섭(ISI)와 같은 잡음 발생 조건에서 SNR이 최대가 되는 순간에 이산화 샘플링을 통해 잡음의 영향을 최소화하는 접근 방식은 유효합니다. 다만, 이와 더불어 채널 이퀄라이제이션 등의 방법을 병행하여 ISI 자체를 줄이는 것이 보다 효과적인 방법이 될 수 있습니다.

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