통신이론(최신)(개정판)(양장본 Hardcover)

새로 추가된 내용

이번 개정판에는 1장의 복소수 표현, 6장의 DPCM과 ADPCM 코딩 방법, 7장의 해밍코드 이론과 [n,k] 블록 코드의 신드롬 디코딩 과정, 9장의 VoLTE, 10장의 5G 기술, 11장의 명령어 설명 등을 새로 추가하였다. 제외한 부분은 LTE에 밀려 존재감이 사라진 10장의 모바일 WiMAX 등 시장에서 도태했거나, 설명이 너무 지엽적이거나 이 책의 범위를 벗어난다고 생각한 부분이다. 각 장의 연습문제도 모두 전면 개편하였고 비교적 난이도가 높지 않고 실용적이며 간단한 문제를 다루었다.



업그레이드나 업데이트 된 내용

수학적 개념을 조금 더 추가해도 좋을 부분들은 가능한 이를 반영하였다. 일부 애매하거나 부정확하고 부족한 설명들은 가능한 쉽게 설명하는 방향은 유지하되 내용을 모두 업그레이드했다. 수정된 내용은 다음과 같다.

(1장) 정보기술, 전자기 스펙트럼, 대역폭, (2장) 에너지 스펙트럼 밀도, DFT, 임펄스 함수, (3장) 시스템 전달함수, (4장) 슈퍼헤테로다인 수신기, 직접 변환 수신기, 이미지 주파수, (5장) FM과 PM 신호 정의, 협대역, PLL, (6장) 심벌, 펄스 성형 기술, (7장) 모듈로 연산, 블록 코드, (8장) 스펙트럼 효율, 성좌도, OQPSK, 직교 진폭 변조기, FSK, 디지털 변조방식의 비교, (9장) 다중접속, 확산 스펙트럼, OFDMA와 SC-FDMA 비교, 다이버시티, (10장) 이동통신 주파수, FDD와 TDD, LTE, 무선 랜, 위성통신, 위성 항법, (11장) MATLAB 명령어 설명 등이다.



MATLAB 실습예제의 전면 개편

각 장의 MATLAB 실습예제는 책의 내용과 최대한 1:1로 매핑되면서 더 효율적이고 쉽게 내용을 이해하도록 하였다. 주제는 같을 수 있어도 수학적 개념을 강화해 소스 코드를 새롭게 전면 개편하였다. 1~5장의 통신이론 관련 예제와 6~9장의 예제 수가 비슷하도록, 즉 디지털 통신 관련 예제를 대폭 추가하였다. 책에는 앞 MATLAB 예제와 중복된 소스는 제외하고 변경된 부분과 새로 나온 기법만 설명하였다. MATLAB 예제를 보면 이 책이 마치 실습 교재인 것처럼 느낄 정도로 내용을 다듬었다. 한편 기존에 비교적 설명이 잘 되었다고 생각되는 MATLAB 예제 부분은 그대로 유지했다.



MATLAB 호환 프로그램 GNU Octave의 고려

이번 개정판은 그 동안 한 번도 시도하지 않았던 클론(clone, 호환 프로그램)에 대한 고려도 담았다. 이 책의 예제는 현재 MATLAB의 가장 강력한 호환 프로그램인 옥타브(Octave)에서도 동작하도록 만들었다. MATLAB 기호수학 도구상자의 성능을 아직 따라오지 못하는 예제 3개를 제외하고는 윈도우 버전의 Octave와 호환된다. Octave는 리눅스에서 출발한 GNU의 특성상 OS 관련 디렉터리 경로명 지정이나 한글화 등에 제약이 따르기도 한다.

Chapter 01 통신의 개요

1.1 통신의 개요

1.1.1 전자통신과 정보통신

1.1.2 통신시스템의 구성

1.2 전파의 특성

1.2.1 전파의 정체

1.2.2 전파의 성질

1.2.3 전파의 전달

1.2.4 파장

1.3 변조의 목적

1.3.1 변조와 복조

1.3.2 안테나 길이를 소형화

1.3.3 잡음이나 간섭의 영향을 감소

1.3.4 주파수 분할의 다중통신

1.4 주파수 대역과 채널

1.4.1 전자기 스펙트럼

1.4.2 전파 관리

1.4.3 주파수 대역폭

1.4.4 전송속도와 비트율

1.4.5 채널 용량

1.5 통신 신호의 해석

1.5.1 위상과 주파수

1.5.2 신호의 표현

1.5.3 아날로그와 디지털 정보

1.5.4 복소수 표현

1.6 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 02 주파수 해석

2.1 시간 영역과 주파수 영역

2.2 푸리에 해석

2.2.1 주기함수와 푸리에 급수

2.2.2 일반 함수와 푸리에 변환

2.3 푸리에 급수

2.3.1 푸리에 급수 표현

2.3.2 푸리에 계수 구하기

2.3.3 복소 지수 형식의 푸리에 급수

2.4 푸리에 변환

2.4.1 푸리에 변환식

2.4.2 푸리에 변환의 주파수 특성

2.4.3 DFT와 FFT

2.5 특이함수 모델

2.5.1 특이함수

2.5.2 단위 임펄스 함수

2.6 푸리에 변환 쌍

2.6.1 대표적인 푸리에 변환 쌍

2.6.2 F(ω)와F(f)

2.7 푸리에 변환과 관련된 정리들

2.7.1 중첩의 원리

2.7.2 파시발의 정리

2.8 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 03 신호와 여파기

3.1 신호의 rms 값

3.1.1 이산 신호에 대한 rms 값

3.1.2 주기 신호에 대한 rms 값

3.1.3 여러 가지 파형이 섞인 rms 값

3.2 신호의 데시벨 크기

3.2.1 상대 레벨의 표시 dB

3.2.2 이득과 손실

3.2.3 다단 시스템의 이득

3.2.4 신호의 절대 레벨 표시

3.3 잡음의 영향

3.3.1 잡음의 발생 위치에 따른 분류

3.3.2 스펙트럼 형태와 통계적 속성에 따른 분류

3.3.3 잡음 측정

3.4 임펄스 응답과 전달함수

3.4.1 선형 시불변 시스템

3.4.2 컨벌루션 연산

3.4.3 임펄스 응답 함수

3.4.4 전달함수와 주파수 응답

3.5 라플라스 변환과 전달함수

3.5.1 라플라스 변환

3.5.2 전달함수로 시간 응답 구하기

3.6 여파기와 대역 제어

3.6.1 대역제한과 전력제한

3.6.2 이상적인 여파기

3.6.3 실제의 여파기

3.7 여파기와 주파수 응답

3.7.1 저역 통과 여파기(LPF)

3.7.2 고역 통과 여파기(HPF)

3.7.3 대역 통과 여파기(BPF)

3.7.4 대역 저지 여파기(BSF)

3.8 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 04 진폭 변조

4.1 아날로그 변조 방식

4.1.1 디지털 통신과 아날로그 통신

4.1.2 아날로그 변조 방식의 종류

4.1.3 아날로그 변조 신호의 정의

4.2 진폭 변조(AM)

4.2.1 AM 신호의 발생

4.2.2 AM 신호의 변조지수

4.2.3 AM 신호의 전력

4.3 AM 송수신기

4.3.1 AM 송신기

4.3.2 AM 수신기

4.3.3 슈퍼헤테로다인 AM 수신기

4.3.4 이미지 주파수 간섭

4.4 반송파억압 양측대파 변조(DSB)

4.4.1 DSB-SC 신호의 변조

4.4.2 직접 변환 수신기

4.4.3 DSB-SC 신호의 복조

4.5 단측대파 변조(SSB)

4.5.1 DSB와 SSB

4.5.2 SSB 신호의 변조

4.5.3 SSB 신호의 복조

4.6 동기검파의 왜곡

4.6.1 수신 측에서의 왜곡

4.6.2 왜곡을 피하려면

4.7 잔류측대파 변조(VSB)

4.8 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 05 각 변조

5.1 FM과 PM의 관계

5.1.1 FM과 PM 신호의 정의

5.1.2 FM과 PM 신호의 파형

5.2 주파수 변조(FM)

5.3 FM 신호의 주파수 해석

5.3.1 베셀함수와 FM 스펙트럼

5.3.2 협대역 FM과 광대역 FM

5.3.3 FM 신호의 주파수 대역폭

5.4 FM 신호의 전력

5.4.1 FM의 평균 전력은 일정

5.4.2 FM과 AM의 S/N비

5.4.3 프리엠퍼시스와 디엠퍼시스

5.5 FM 송수신기

5.5.1 FM 송신기

5.5.2 PLL의 원리

5.5.3 PLL을 이용한 FM 수신기

5.5.4 슈퍼헤테로다인 FM 수신기

5.6 스테레오 방송

5.7 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 06 디지털 통신의 기초

6.1 디지털 통신시스템

6.1.1 디지털 통신의 특징

6.1.2 디지털 통신시스템의 구성

6.1.3 디지털화 과정

6.2 표본화

6.2.1 표본화 정리

6.2.2 나이키스트 율

6.2.3 표본화 정리의 증명

6.2.4 에일리어싱

6.2.5 인접심벌간 간섭(ISI)

6.3 펄스 성형 기술

6.3.1 싱크 필터

6.3.2 인과 필터

6.3.3 상승코사인 필터

6.4 펄스 변조

6.4.1 펄스 변조의 종류

6.4.2 펄스 진폭 변조(PAM)

6.4.3 등화 기법

6.4.4 펄스 부호 변조(PCM)

6.5 양자화

6.5.1 균일 양자화와 비균일 양자화

6.5.2 스캐너와 비균일 양자화

6.5.3 8비트 PCM 음성전화

6.5.4 양자화 레벨과 양자화 잡음

6.6 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 07 부호화

7.1 원천 부호화와 채널 부호화

7.2 원천 부호화

7.2.1 델타 변조

7.2.2 펄스 부호 변조

7.2.3 허프만 코딩

7.2.4 팩시밀리와 MH 코딩

7.3 채널 부호화

7.3.1 단방향과 양방향 통신

7.3.2 블록 코드

7.3.3 CRC 코드

7.3.4 컨벌루셔널 코드

7.3.5 터보 코드

7.4 기저대역 전송

7.4.1 기저대역과 통과대역

7.4.2 라인 코딩과 기저대역 전송

7.4.3 라인 코드 형식

7.4.4 라인 코드의 장단점

7.4.5 셀프 클럭킹 코드

7.5 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 08 디지털 변조

8.1 디지털 변조의 원리

8.1.1 심벌 신호 만들기

8.1.2 심벌의 전송속도

8.2 디지털 변조방식의 종류

8.2.1 ASK 변조

8.2.2 PSK 변조

8.2.3 FSK 변조

8.3 QPSK와 DPSK

8.3.1 QPSK 변조

8.3.2 직교 위상 편이 변조기

8.3.3 OQPSK와 π/4-QPSK

8.3.4 DPSK 변조

8.4 QAM 변조

8.5 M진 변조방식

8.5.1 전력 효율과 스펙트럼 효율

8.5.2 직교 진폭 변조기

8.5.3 성좌도

8.6 비트 에러 확률

8.6.1 BER-SNR 그래프

8.6.2 에러 함수

8.6.3 AWGN 채널 환경

8.6.4 그레이코드 방법

8.7 BER-SNR 성능

8.7.1 M-ASK의 BER-SNR

8.7.2 M-PSK의 BER-SNR

8.7.3 M-QAM의 BER-SNR

8.7.4 M-FSK의 BER-SNR

8.7.5 디지털 변조방식의 비교

8.8 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 09 다중화와 다중접속

9.1 통신 자원의 할당

9.1.1 다중화와 다중접속

9.1.2 신호의 직교성

9.1.3 통신 링크의 방향

9.2 다중화 방법

9.2.1 전송로와 다중화

9.2.2 FDM, TDM, CDM 비교

9.2.3 시분할 다중화 기술

9.2.4 파장분할 다중화

9.2.5 공간분할 다중화

9.2.6 PSTN 가입자선과 다중화

9.2.7 VoIP 가입자선과 다중화

9.2.8 VoLTE

9.2.9 교환방식과 시그널링

9.3 다중접속 방법

9.3.1 FDMA 방식

9.3.2 TDMA 방식

9.3.3 CDMA 방식

9.4 대역확산

9.4.1 대역확산 변조

9.4.2 직접 확산 방법

9.4.3 주파수 도약 방법

9.5 채널 환경

9.5.1 다중경로 채널

9.5.2 주파수 선택적 페이딩

9.5.3 도플러 확산

9.6 OFDM

9.6.1 다중 반송파 변조

9.6.2 OFDM의 스펙트럼

9.6.3 보호구간

9.6.4 부반송파 매핑

9.6.5 OFDMA

9.6.6 무선 변조

9.6.7 PAPR

9.6.8 OFDMA의 장단점404

9.6.9 OFDMA의 채널 부호화

9.6.10 SC-FDMA

9.7 MIMO

9.7.1 스마트 안테나

9.7.2 MIMO 시스템

9.7.3 MIMO 채널 용량

9.7.4 MIMO 기술 구성

9.7.5 다이버시티

9.8 MATLAB 예제

연습문제



Chapter 10 이동통신

10.1 셀룰러 이동통신

10.1.1 기지국과 셀

10.1.2 이동통신 용어정리

10.1.3 셀의 설계

10.1.4 핸드오버

10.1.5 핸드오프

10.2 이동통신 주파수 대역

10.2.1 국내 이동통신 주파수 대역

10.2.2 FDD와 TDD

10.2.3 화이트 스페이스 통신

10.3 이동통신 세대구분

10.3.1 이동통신의 세대별 특징

10.3.2 롱텀에볼루션(LTE)

10.4 5G

10.5 무선 랜

10.5.1 와이파이

10.5.2 무선 랜 표준

10.5.3 블루투스

10.6 위성통신

10.6.1 위성궤도

10.6.2 위성통신 주파수

10.6.3 위성 이동통신

10.7 위성항법

10.7.1 GNSS

10.7.2 위치정보 서비스

연습문제



Chapter 11 MATLAB 사용법

11.1 MATLAB 사용 준비

11.1.1 MATLAB 버전에 대해

11.1.2 MATLAB 작업 환경

11.1.3 m 파일 함수

11.2 기본 명령 연습

11.2.1 간단한 명령과 도움말 보기

11.2.2 변수 보기와 창 다루기

11.2.3 MATLAB 함수와 연산자

11.3 행렬과 배열 연산

11.4 기호수학 도구상자

11.5 데이터 입출력

11.6 그림 창 다루기

연습문제

윤남일 연세대학교 전자공학과 졸업

연세대학교 전자공학과 공학석사

연세대학교 전자공학과 공학박사

삼성전자 정보통신부문(과장)

미국 캘리포니아 주립대학교(CSUF) 방문교수

명지전문대학 전자공학과 교수



<저서>

아날로그와 디지털 통신이론(2006년도 문화관광부 우수학술도서)

컴퓨터구조론