ASK   Amplitude Shift Keying   진폭 편이 변조, 진폭 천이 변조

(2021-06-08)

OOK, On-Off Keying, 온-오프 키잉, 2진 개폐 신호, Binary ASK, BASK, 2진 ASK


1. ASK (Amplitude Shift Keying, 진폭 편이 변조) 방식디지털 대역통과 변조 방식 중 하나로써,
     - 디지털 심볼 신호 값 (0 및 1 또는 다치레벨) 에 따라, 
     - 반송파 진폭을 달리 대응(편이 변조)시키는,
     - 진폭 편이 변조 방식들의 총칭

  ㅇ ASK의 일반적인 표현식
      
[# s_i(t) = s_i \, φ(t) \\ \quad\quad = \sqrt{\frac{2E_i(t)}{T}} \cos (ω_ot+Φ) \quad (0 \leq t \leq T, \; i = 1,\cdots,M) #]
2. BASK (Binary ASK) 또는 OOK (On-Off Keying) ㅇ 통상, ASK 하면, 가장 단순한 형태로써, - 주로, Binary ASK 변조 방식(BASK, 2진 ASK) 또는 OOK 변조방식 (On-Off Keying)을 지칭 - 이는, 반송파를 1(On)과 0(Off)으로 켰다 껏다하며, 정보전송하는 변조 방식을 일컬음 ㅇ 심볼 진폭은, 2개로 구분 가능 - 정보 비트가 `1`일때 `A`, `0`일때 `0` 을 사용 - 또는, `1`일때 `A`, `0`일때 `-A`을 사용 하기도 함 ㅇ 심볼 진폭 값의 표현은, 신호에너지 관점에서, - `0` 및 `√(2E1/T)`로 주어짐 . E1 : 비트 `1`일때의 심볼 또는 비트 에너지 . T : 심볼 주기변조 파형은, 정보 비트(`1`,`0`)에 의해 반송파진폭 파형이 결정됨 - 정보 비트가 `1`이면, 일정 반송파 주파수 {#ω_o#}를 갖는 정현파 형태임 - 정보 비트가 `0`이면, 반송파가 없는 형태임 3. 여러 ASK 변조 신호들 간의 비교 ※ ☞ 여러 ASK 신호 비교 참조 - 여러가지 ASK 변조신호들 간에 등가적인 관계 . 2진 단극 NRZ = OOK 방식 . 2진 복극 NRZ = BPSK 방식 (사실상 ASK와 등가적임, Bipolar 2-ary ASK) . 4진 복극 NRZ = QASK 방식 (사실상 ASK와 등가적임, Bipolar 4-ary ASK) 4. ASK 변조, ASK 복조 ㅇ 특징 - 대역통과형(Bandpass) 디지털 변조/복조 방식 중 가장 간단한 형태임 . 디지털 신호(0,1 등) 값에 따라, . 미리 약속된 진폭정현파전송하면, . 수신측에서는 약속된 원래의 이진 값으로 복원시켜주는 방식 ㅇ 변조 구현 방식 구분 ☞ ASK 변조 참조 - 선형 변조 (곱셈변조기 기반) . 이 방식은 기저대역 Unipolar NRZDSB-SC 변조시킨 것과 같음 - 비선형 변조 (스위칭변조기 기반) . 굳이, 곱셈기를 사용함이 없이 단지 스위치 하나 만으로도 구현 가능 ㅇ 복조 구현 방식 구분 ☞ ASK 복조 참조 - 동기검파 (정합 여파기를 이용) - 비동기검파 (포락선 검파기를 이용) . 한편, 극성을 갖는 바이폴라 ASK 신호(-A,+A 등)의 경우에는, 포락선 검파기위상 반전을 분별할 수 없으므로 올바르게 검파 가능하지 못함 5. ASK 대역폭, 전력스펙트럼, 대역폭효율대역폭 : BT = 2W - 기저 대역에서, 단극 NRZ 대역폭 : 1/Tb (=W) . Tb : 단극 NRZ 펄스폭 - ASK 변조 대역에서, Null to Null 대역폭 : 2/Tb (=2W) . Tb : ASK 변조파의 포락선 펄스폭 . 즉, 기저대역 상의 단극 NRZ 신호 대역폭의 2배의 대역폭이 필요 ㅇ ASK 변조상의 PSD(전력스펙트럼밀도) 분포 대역폭 효율 : BASK(이진 ASK)의 경우에, 1 bps/Hz 6. ASK 오류확률오류확률 비교 참조동기 ASK 검파방식
[# P_e = \frac{1}{2} \, \mbox{erfc} \left( \sqrt{\frac{E_b}{2N_o}} \right) = Q\left( \sqrt{\frac{E_b}{N_o}} \right) #]
7. ASK 특징 ㅇ 구현 정도 - 비교적 간단 ㅇ 잡음의 영향 - 무선 채널을 통과하면서 겪는 진폭의 변화 및 잡음에 매우 민감함 (진폭왜곡 취약) . 진폭왜곡의 영향을 많이 받게됨에 따라 ASK 보다는 FSK,PSK 선호 ㅇ 용도 - 오류확률이 높아 무선통신에서는, 비교적 저속의 데이터 전송에 사용 . 20세기초 무선 전신에 사용되었으나, 지금은 실용 보다는 이론적 해석에 만 유용



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