트렐리스 변조

Trellis modulation
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참고 항목

통신에서 trellis 변조(trellis coded modulation, 또는 간단히 TCM이라고도 함)는 전화선 등 대역제한 채널에 걸쳐 고효율의 정보를 전송하는 변조 체계다. 고트프리드 웅거보크는 1970년대 IBM에서 근무하면서 트렐리스 변조를 발명했고, 1976년 처음 회의지에 기술했다. 그러나 그가 1982년에 갑작스럽고 널리 인정받은 새롭고 상세한 박람회를 발표하기 전까지는 대부분 눈에 띄지 않았다.

1980년대 후반, 일반 구형 전화 서비스(POTS)를 통해 작동하는 모뎀은 일반적으로 2,400보드의 기호 QAM 변조당 4비트를 사용함으로써 9.6kbit/s를 달성했다. 이러한 비트 전송률 한도는 많은 연구자들의 최선의 노력에도 불구하고 존재했으며, 일부 엔지니어들은 공중 전화 기반 구조의 주요 업그레이드가 없으면 양방향 통신(3,429 보우드 × 4비트/s, QAM 사용)에 대해 포츠 모뎀의 최대 달성 가능한 속도가 14 kbit/s가 될 수 있다고 예측했다.[citation needed]

14 kbit/s는 섀넌의 POTS 라인(약 35 kbit/s)에 대한 정리로 예측한 이론 최대 비트 전송률의 40%에 불과하다.[1] Ungerboeck의 이론들은 시스템에 상당한 미개발 잠재력이 있다는 것을 증명했고, 그 개념을 새로운 모뎀 표준에 적용함으로써 속도가 14.4, 28.8, 그리고 궁극적으로 33.6 kbit/s로 빠르게 증가하였다.

새로운 변조 방법

트렐리스 도표

trellis라는 이름은 기술의 상태도가 trellis 격자와 매우 유사하다는 사실에서 유래되었다. 이 계획은 기본적으로 요율의 합성 코드(r, r+1)이다. Ungerboeck의 고유한 기여는 비트 스트림에 적용했다가 비트를 변조하는 기존 기법 대신 각 기호에 대해 패리티 검사를 적용하는 것이다.[clarification needed] 그는 핵심 아이디어 맵핑을 세트 파티션에 의한 것이라고 불렀다. 이 생각은 상징을 나무와 같은 구조로 묶은 다음, 그것들을 같은 크기의 두 개의 팔다리로 분리한다. 나무의 "한계"마다 기호는 더 멀리 떨어져 있다.[clarification needed]

다차원에서는 시각화하기가 어렵지만, 간단한 1차원 예는 기본적인 절차를 보여준다. 기호가 [1, 2, 3, 4, ...]에 있다고 가정합시다. 모든 홀수 기호를 한 그룹에 배치하고, 모든 짝수 기호를 두 번째 그룹에 배치한다. (Ungerboeck는 2차원적인 문제를 보고 있었지만 원리는 동일하기 때문에 이것은 그다지 정확하지 않다.) 각 그룹의 다른 모든 기호를 취하고 각 트리 사지에 대해 절차를 반복하십시오. 다음에 그는 매우 체계적인 절차로 부호화된 비트 스트림을 기호에 할당하는 방법을 설명했다. 일단 이 절차가 충분히 설명되면, 그의 다음 단계는 알고리즘을 컴퓨터에 프로그래밍하고 컴퓨터가 최상의 코드를 검색하게 하는 것이었다. 결과는 놀라웠다. 심지어 가장 간단한 코드(4개 주)조차 코드화되지 않은 동등한 시스템의 거의 1,000분의 1에 가까운 오류율을 생성했다. 2년 동안 Ungerboeck는 이러한 결과를 비공개로 유지했고 가까운 동료들에게만 전달했다. 마침내 1982년, 우거보크는 trellis 변조의 원리를 기술한 논문을 발표했다.

연구활동이 계속되어 1984년까지 국제전기통신연합은 9.6킬로비트/s(보우드 2,400개, 기호당 4비트)의 최초의 트렐리스 변조 모뎀에 대한 표준 V.32를 발표하였다.[2] 향후 몇 년 동안 인코딩의 발전이 더욱 진전되고, 그에 상응하는 기호율 상승이 2,400에서 3,429 보로 증가하면서 모뎀은 최대 34.3 킬로비트/s(최대 전력 규제에 의해 33.8 킬로비트/s로 제한됨)까지 속도를 달성할 수 있게 되었다. 오늘날, 가장 일반적인 trellis modulated V.34 모뎀은 4차원 세트 파티션을 사용하며, 이는 2차원 기호를 하나의 격자로 처리함으로써 달성된 것이다. 이 세트는 8, 16 또는 32개의 주 경련 코드를 사용하여 모뎀이 보내는 각 기호(예: 2,400 baud × 8 bits/s = 19,200 bit/s)에 6~10 bits의 상당량을 압착한다.

임팩트

트렐리스 변조는 글로벌 인터넷 초기에는 중요한 기술이었다. 전화 접속 인터넷 접속은 1992년 초에 폭발적으로 증가하기 시작했고 1995년에 상업적 트래픽에 대한 마지막 제한이 해제되어 이것이 바로 1997-2000년의 닷컴 거품을 부채질했다. 모뎀 접속은 닷컴 거품 전체를 포함하여 대략 1995년부터 2005년까지 10년 동안 지배적이었다.

통계적으로 볼 때, 2000년에는 OECD 34개국에서 1억 5천만 회 미만의 전화 접속 가입자가 있었으며, 광대역 가입자는 2천만 회 미만이었다. 2004년까지 광대역통신과 전화 접속은 각각 1억 3천만 개로 대략 같았다. 2010년 OECD 국가에서는 인터넷 접속 가입의 90% 이상이 광대역과 전화 접속 가입이 3천만 명 미만으로 감소했다.

trellis 변조에 의한 모뎀 성능 향상은 거의 전적으로 정적 텍스트로 구성된 간단한 웹 페이지(한 때 링크 팜이 두드러진 예였다)를 검색하는 데 있어 비교적 작은 의미를 지녔지만, 특히 부피가 큰 소프트웨어 패키지 및 패치의 온라인 배포, 그리고 초기에는 모든 면에서 판도를 바꾸어 놓았다. 56k급 모뎀이 최적 조건 하에서 거의 매끄러운 320×200 비디오를 합리적으로 전달할 수 있는 RealPlayer와 같은 인터넷 비디오에서의 실험(유효한 비디오 압축률도 시대의 컴퓨팅 능력에 의해 제한된다).

고급 변조는 또한 시골/도시 인터넷 계층 격차의 시작을 시작했는데, 도시들은 더 짧은 POTS 루프를 가지고 있는 경향이 있어서 더 높은 가동률을 더 잘 지원한다. 많은 시골지역 고객들에게 있어서, 실제로 고속 모뎀은 이전 기술에 근접한 낮은 작동률로 저하될 것이다. 일반적인 골드러시 사고 방식에서, 웹 사이트 디자인은 가장 기본적인 기능인 기능-기본에 의해 완벽히 잘 제공되었던 기능- 심지어 가장 기본적인 기능을 가진 인기 사이트까지 더 복잡한 페이지 디자인(종종 온라인 광고 비즈니스 모델과 안구경주 중심)을 늘림으로써 잘 팔린 도시 기반에 맞추려는 경향이 있었다. 텍스트—대역 폭증하는 대역폭 이러한 이유로, 채택된 변조 기술이 아닌 물리적 구리 루프에 의해 대역폭이 효과적으로 제한되는 사용자인 시골지역 사용자들을 위한 고급 변조가 등장하여 인터넷 사용성이 실제로 저하된 것은 드문 일이 아니었다.

대중문화에서

1991년 12월 8일자 딜버트 만화에서 스콧 아담스는 트렐리스 코드 변조를 단순히 언급하는 것을 일상적인 대화를 차갑게 중단시키기 위한 수단으로 언급하고 있다.[3]

앨범 고츠에 수록된 2017년 수록곡 'We Do It Different on the West Coast'에서 마운틴 고츠의 존 다르니엘은 월드 와이드 웹 이전 시대의 고트 하위문화 지향 BBS에 다이얼을 돌리는 것과 관련해 "어린이를 위한 트렐리스 변조"를 부른다.[4]

관련서류

  • G. Ungerboeck, "다단계/위상 신호가 있는 채널 코딩", IEEE Trans. inf. 이론, vol. IT-28, 페이지 55–67, 1982.
  • G. Ungerboeck, "중복 신호 세트가 있는 Trellis 코드 변조 파트 I: 소개", IEEE Communications Magazine, 제25-2권, 페이지 11, 1987.

참고 항목

참조

  1. ^ Forney, G. David; et al. (September 1984). "Efficient modulation for band-limited channels". IEEE Journal on Selected Areas in Communications. 2 (5): 632–647. doi:10.1109/jsac.1984.1146101. S2CID 13818684.
  2. ^ "ITU-T Recommendation database".
  3. ^ "Dilbert Comic Strip".
  4. ^ "Genius - The Mountain Goats, "We Do It Different on the West Coast," accessed 6/2017".

외부 링크