2011년 9월 30일 금요일

[펌 자료] 선형성이 뭐길래

자료: http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/linear.htm


RF 시스템에서 선형성이 좋아야 한다는 얘기는 지겹게 들으셨을 것입니다. 실제로 최근 RF에서 '선형성'은 너무나도 중요한 화두가 되어 버렸습니다. 특히 이동통신에서 더 중요하고, 특특히 디지털 이동통신에서 선형성은 생명이다 라는 얘기도 들어보셧을 겁니다. 그렇지만 많은 초심자분들이 선형성이라는 개념에 대해 아리까리해하는 경우가 많죠. 대략 감은 잡지만 대체 선형성이 궁극적으로 의마하는 바는 무엇인가?에 대해 친절하게 설명된 것을 보기가 어렵습니다.

구체적으로 선형성이란 말의 의미에 대해 이해하는 것은 RF 시스템을 이해하는 중요한 키워드입니다.

 선형 시스템의 기본 정의


선형적인 동작의 정의를 간단히 표현하면 아래와 같습니다.


'선형적이다' 라는 표현은 영어로 linear 하다 라고 말하지요. linear란 line(선)의 형용사 형태입니다. 이 말에서 유추할 수 있듯이, 선형적이란 것은 어떤 성질이 변하는데 그 변수가 1차원적이다, 즉 어떤 신호에 기울기만 곱한 형태와 같다는 것을 말하지요. 중고딩 수학시간에 1차함수와 2차함수를 열심히 배운게 기억나지 않습니까? 선형적이라는 것은 위와 같은 1차함수형태로 입력값에 대해 결과가 반응한다는 의미입니다.

실제로 완전한 선형적인 시스템을 구현하기 위해서는 기울기(b)만 있고 상수항(a)가 없어야 되지만, 많은 경우 고정된 상수항이 있다면 그것은 예측가능한 부분이기 때문에 굳이 비선형적이라고 하지는 않습니다. 이런 경우 incremental linear라고 해서, 아무 입력이 없을 때 초기값이 존재한다는 가정하에 선형적이라고 표현할 수 있습니다.


이렇게 직선적인 어떤 변화의 양상을 가진다는 것은, 우선 초기값만으로 그 변화가 쉽게 유추가 가능하다는 심오한 의미도 담겨 있습니다.


시스템 관점에서 본 선형시스템(Linear System)의 정의는 이것의 확장된 형태로서, 입력신호에 대한 linear combination을 상징합니다.


신호와 시스템에서 지겹게 나오는 개념이죠. 자 이것은 결국 무엇을 말하느냐?


하나의 시스템이나 단위블럭을 여러 신호가 들어갔을 때, 그 블록의 특성이 각각의 신호에 따로 영향을 준다는 의미입니다. 다시말해서 두 개의 다른 신호가 들어갔을 때 서로 섞이는 일 없이 각자 알아서 특성이 변화하며, 두 신호 사이에는 어떤 연관관계도 발생하지 않는다는 것이죠. 이것이 바로 선형성이 실제적으로 의미하는 가장 중요한 테마입니다.  (... 중략...)

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