송수신기

송수신기(送受信機, Transmitter & Receiver)는 송신과 수신의 기능을 함께 가진 기기를 말한다.

개요

Vocal M V2 송수신기

송수신기는 송신기와 수신기를 통합하여 부르는 명칭이다. 무전기의 구성품으로 통화자의 의사를 송신하는 부분을 송신기라 하고 수신하는 부분을 수신기라 한다.

송수신기를 통한 전자파 전송과정은 다음과 같다. 음성 신호는 마이크 등의 입력장치를 통해 전기 신호로 변환되며 변조기는 변환된 신호를 채널에 전송하기 쉬운 형태로 변환하는 변조과정을 거친다. 증폭기는 신호를 멀리 보내기 위해 크게 증폭하는 역할을 한다. (거리가 멀수록 신호의 세기는 약해진다다. 거리에 따른 신호의 세기 = 원본 신호/거리의 제곱) 증폭된 신호는 송신 안테나를 거쳐 무선채널로 전송되며 무선채널을 지나 수많은 신호들은 섞여서 수신 안테나로 전달된다. 수신 안테나를 통해 동조기로 신호가 전달되며, 동조기는 필요한 반송파만 골라낸다. 증폭기는 약해진 신호를 다시 증폭시키는 역할을 하며 검파기는 반송파를 제거하여 원본 데이터로 복원하는 작업한다.

여기서 반송파란 통신에서 정보의 전달을 위해 입력 신호를 변조한 전자기파(일반적으로 사인파)를 의미한다. 일반적으로 입력 신호보다 훨씬 높은 주파수를 갖는다. 그리고 변조란 발진기에서 만든 반송파에 싣는 과정으로 채널에 전송하기 쉬운 파형(고주파수)으로 변환하는 것이다. 변조를 통해서 장거리 전송이 가능해지며 잡음과 간섭에 영향을 덜 받는다. 또한, 복조란 변조로 변환된 신호를 다시 원본 형태로 복원하는 것이다.

분류

송신기

SH-WM-T420 송신기

송신기(Transmitter)는 전신이나 전화, 라디오, 텔레비전 방송 따위에 신호를 보내는 기기를 말한다. 통신 시스템에 있어서 신호를 전송하는 장치에 해당한다. 송신기가 전송한 신호는 채널을 통과해 수신기에 도달하게 된다. 수신기와 절대 헷갈리면 안된다. 보통 수신기에 비해 구조가 단순하다. 각종 노이즈가 섞인 신호를 해석해야 하기에 구조가 복잡한 수신기와는 다르게 송신기는 보통 그냥 출력이 높고 스퓨리어스가 적으면 끝이다. 비슷한 말로는 발신기(소식이나 우편 또는 전신을 보내는 기기. 또는 그런 것.)이 있다.

수학적 모델링

송신 신호는 0, 1 구성된 이진수 또는 가우시안 분포 신호로 자주 모델링 한다. 이진수로 송신하는 방식을 BPSK 시그널링이라고도 한다. 가우시안 분포 신호로 모델링하는 것은 통계학적 특성을 쉽게 구하기 위해 많이 사용한다. 예를 들면 통신 채널의 정보량을 분석할 때도 가우시안 분포를 자주 가정한다. 한편, 가산잡음으로 구성된 통신 채널에서 가우시안 분포 시그널링이 이론상으로는 최적이지만, 구현의 복잡도를 고려하여 BPSK 등 단순화된 시그널링이 많이 사용된다.

수신기

현대의 통신용 수신기

수신기(受信機)는 통신 시스템의 송신기가 보낸 정보를 받아 정보를 해석하는 장치이다. 즉, 외부 신호를 받아 필요한 정보를 얻는 기계장치를 말한다. 흔히 접할 수 있는 예시로는 TV, 라디오 등이 있다. TV의 경우 '수상기'로 호칭하기도 한다. 송신기가 보낸 신호는 채널을 지나 수신기로 도달된다. 따라서 수신기는 채널에 의해 크기나 위상이 변경된 신호로부터 원 신호를 복원하는 기능이 있어야 한다.

보통 수신된 신호는 잡음이 많은 상태이기 때문에 수신기에는 잡음제거 기능이 구현되어 있는 것이 일반적이다. 때문에 송신기보다 구조가 복잡한 편이다. 송신과 수신을 동시에 할 수 있는 기기를 송수신기(트랜시버)라고 하고, 컴퓨터 등에서는 모뎀이라고 불리기도 한다. 엄밀히 따지면 전이중, 반이중, 단방향 등으로 분류할 수도 있다.

수학적 모델

수신기가 받은 신호는 송신기가 송신한 신호가 채널에 의해 왜곡된 $y=hx+n$로 표현된다. 여기서 $h$는 채널, $x$는 송신 신호 그리고 $n$는 가산 잡음이다.

무선송수신기

무선송수신기 외관

무선송수신기는 전파를 이용하여 음성 및 영상 데이터를 서로 송수신할 수 있게 해주는 통신기기를 말한다. 송신기와 수신기를 합친 형태이다. 트랜시버(transceiver)라고도 한다. 한 개의 안테나를 사용하는 트랜시버는 동시에 전송과 수신을 할 수 없다. 이를 반이중 방식이라고 하며, 반이중 방식의 송수신기는 어떠한 때에는 전송만, 어떠한 때에는 수신만을 한다. 두 개 이상의 안테나를 사용하는 송수신기는 전송과 수신을 동시에 할 수 있으면 이러한 송수신기를 전이중 방식의 송수신기라고 부른다. 무선송수신기 중 무전기는 일반 기업체에서 쓰는 민수용과 군대에 쓰는 군용으로 나눌 수 있다.

무전기의 한 방식으로 워키토키(Walkie-talkie)라는 통신기기가 있는데, 캐나다의 발명가 Donald Hings가 1937년 처음으로 CM&S를 위해 휴대용 무선 신호 시스템을 만들었다. 그는 이 시스템을 "packset"이라 불렀으나 나중에 "워키토키"로 불리게 되었다. Hings의 모델 C-58 워키토키는 1942년 군복무에 사용되었으며 이는 1940년 시작된 비밀스런 연구개발 노력의 결과물이었다.

참고자료

• 〈송수신기〉, 《네이버 국어사전》
• 〈송수신기〉, 《국방과학기술용어사전》
• 〈송신기〉, 《위키백과》
• 〈송신기〉, 《나무위키》
• 〈수신기〉, 《위키백과》
• 〈수신기〉, 《나무위키》
• 〈무선 송수신기〉, 《위키백과》
• 〈워키토키〉, 《위키백과》
• 크래카, 〈송신기&수신기를 통한 전자파 전송 과정〉, 《네이버 블로그》, 2021-03-31

같이 보기

• 기능
• 신호
• 채널
• 통신
• 전자파
• 구성품
• 무전기
• 송신기
• 수신기
• 증폭기
• 동조기
• 검파기
• 반송파
• 안테나
• 입력장치
• 무선송수신기

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