1. 통신시스템 시뮬레이션의 정의

일반적으로 시스템이라 하면 여러 부품과 기능요소들이 조합되어 서로 유기적인 관계를 이루며 동작하는 개체를 일컫는다. 예를 들어 안테나와 키패드, DSP칩, PCB 등은 하나의 부품(Device/ Component)이지만 이러한 것들이 모이면 전화기라고 하는 비교적 복잡한 유기체로서의 시스템을 구성할 수 있게 된다.

통신시스템 시뮬레이션이라 하면 이러한 여러 유기적인 요소들을 연결시켜 각 요소의 특성에 따른 시스템 전체의 성능을 컴퓨터를 통해 가상으로 계산하는 것을 말한다. 예를 든다면, 전화기가 동작하기 위해서는 사람이 말하고 듣는 음성신호 및 음성신호를 변조하는 부위, 안테나로 전달하는 부위 등 여러가지 동작의 단위들이 있게 되는데, 이러한 것들을 각각의 독립적인 블록으로 설정할 수 있다. 그리고 이러한 각각의 블록들의 특성을 조절함으로써 통화감도나 전파의 세기, 신호 지연시간등의 통신 특성의 변화를 조사할 수 있게 되는 것이다. 이러한 통신 시스템 시뮬레이션을 이용하면 새로운 시스템의 개발이나, 제품 제작전에 미리 성능을 검증하여 최적의 상태를 만드는데 응용할 수 있다. 이러한 연구적인 측면 이외에도, 시뮬레이션을 통해 가상 실험을 함으로써 학생들이 통신시스템을 좀더 실제적이고도 쉽게 이해하는데 도움을 줄 수 있다.

2. 통신 시스템 시뮬레이션의 기본구조

 시뮬레이션의 목적은 컴퓨터를 이용하여 실제로 제작 또는 실험하지 않고도 그 특성을 조사하는데 있다. 통신시스템 분야에 있어서는 그 시스템을 거쳐간 신호가 어떻게 변화하느냐를 체크하는 것이 시뮬레이션의 주요 목적이 된다. 또는 디지털 통신의 경우 전송하고자 하는 데이터의 전송중 에러율이 얼마나 되느냐를 알아내는 것이 목적이 되기도 한다. 통신 시스템의 가장 기본적인 블록을 보면 다음과 같다.

원천신호        : 음성이나 영상, 데이터 등 전송을 원하는 실제의 신호를 의미한다. 기본적으로 아나로그 신호와 디지털 신호로 나누어지며, 원천신호의 성질에 따라서 여러가지 변조방법이 적용된다.

변조기          : 송신단의 핵심으로서, 종류에 따라 변조기 역시 세부적인 여러 블록으로 분류된다. 변조를 하는 주요한 목적은 원천신호를 잡음에 강하면서도 멀리 보낼수 있도록 변형시켜서 보내기 위함이며, 기계적으로는 안테나의 크기를 줄이기 위해서이다. 이에 따라 FM, AM, PCM 등의 여러가지 변조방식이 존재한다.

채널    : 유선/무선에서 출력단자 혹은 안테나를 떠난 신호가 또다른 입력단자/안테나에 도달하는 전송로를 의미한다. 유선통신의 경우에는 케이블을 의미하고 무선통신의 경우라면 공기중을 의미하게 된다.

복조기  : 변조기의 정반대 개념으로 수신신호로부터 원천신호를 추출해내는 것이 목적이다. 변조기와 마찬가지로 종류에 따라 내부적으로 여러 단위의 블록으로 분류된다.

수신신호        : 시뮬레이션의 마지막 단계에서는 최종적으로 이러한 복잡한 시스템을 거쳐서 수신된 신호가 원천신호와 얼마나 유사한가를 평가해야 한다.