통신의 응용: 그럴거 같은 영역으로

무선통신에서 초고주파 영역을 넘어가면 어떻게 될까? 요런 생각이 들기도 한다. 아무래도, 상용성 같은 이유로, 우리 실생활에서 가까이 접하기는 어렵겠지만, 엄연히 그런 영역이 있을거 같다.

그 영역에 해당할 책들은, 내 책 중 이 정도인 거 같다. 광학이 어느 정도 개입한다는 것이 흥미로웠고, prerequisites로 통신쪽 물리쪽이 같이 언급되는게 재밌었다.

저차원 물리계

흔히 quantum dot, quantum line 등으로 표현되는 저차원 물리계는, 당연히 양자역학의 장이다.

그렇지만, 양자역학을 처음 접할 때와 비슷하게, 저차원 물리계를 음미하는 것은 거의 완전한 새로움-학부 양자역학은 아주 조금밖에 도움이 되지 않는다는게 함정-이다.

양자역학을 접할 때면, 이것만 익숙해지면 미시세계는 쉽겠구나하고 예측하지만, 미시세계는 예측밖이다. 거꾸로 말하면, 학부 양자역학의 관점은 미시세계에 중심에 뒀다기보다, 거시세계에서 미시세계로 들어가는 법을 배우것이라는 생각이 든다. 미시세계입구와 안은 또 다른 얘기다.

저차원물리계에대한 접근도 과학분야와 공학분야가 또 다른 것 같다. 수중에 들어온 책은 이렇다.

오른쪽 책이 공학응용에 관련된 책이고, 왼쪽 책은 엄청 신선하면서 충분한 설명과 수식(derivation)이 갖춰져서 흥미롭게 보는 중이다. 아마 영미쪽 분이 아니고, 유럽쪽 분이라 그런지 서술 방식이 좀 달랐지만(notation같은 것이 아니고 설명하는 방식같은 것이), 충실한 지식전달임에는 분명했다. 그러니까 학부 때 본격적인 전공수업에 들어가기 전에 배우는 일명 '현대물리'처럼 이 분야에 처음 발을 들인 이들을 위한, 풍부한 경험을 가진 저자가, 아주 깊이있게는 아니지만 체계적으로 일반물리에 나오지 않는 내용을, 중요한 수식은 꼭 소개하면서 적당히 설명해주는 그런 느낌이 있다. 그런 느낌에다가 본격적일 때에는 나름 철저하게 접근한다. CQED(Cavity Quantum Electrodynamics) 실제 구현에 필요한 분야가 다양하고 깊이도 다양한 지라, 이런 방식으로, 소개했다가 깊이 팠다가를 반복한다. 그러다 보니 연습문제가 없는 것 같다.

아는 국내서적은 교과서적인 접근이기보다는 덜 형식적인 논문 같은 접근이라, 배경지식이 모자랄 때는 대하기가 쉽지 않지만, 일단 익숙해지면 한글이라서 의미파악이 편하다.

그래도 왼쪽 책은, 배경지식이 없어서 어렵다.

교과서 같은 접근을 한 책이 있는데, 예전에 도서관에서 잠깐 만나고, 그뒤로는 절판이 되고, 중고로도 나오지 않아서 볼 수가 없었다. 내용도 알차고 학생들이 접근하기에 편하도록 잘 짜여있었던 인상이었는데, 아깝다.

그리고 cqed 에 관한 챕터를 포함한 책도 생각났다. 마지막 장에 담겨있었다.

Matlab을 깔다

통신과 머신러닝, 패턴인식 분야에서는 Matlab을 통해 구현해본 경우가 빈번했다. 씨나 자바처럼 좀 손 코딩을 좀 할까 했었는데, 매트랩 소개를 하는 블러그 같은 것을 보면 성능좋은 계산기라고 자주 표현했고, 머리나 손으로는 그리기가 쉽지 않은 것들을 그때그때 확인해 볼 수 있는 게 크다는 생각이 들어 바로 해볼 생각이 들었다. 매트랩 깔 궁리를 하다가, 30일 평가판을 우선 깔아 보기로 했다.

까는 과정은 그냥 깔렸고, 매트랩으로 만져볼 책들이 나한테 뭐가 있나 살펴 보았다.

이 정도가 있다. 한 며칠 코드보고 치면서 시작하다가, 교과서 문제나 그림들 만들어 보면 될거 같다.

히트다 히트 ㅎㅎㅎ

통신 관련 강의를 벌써 반년 넘게 듣고 있는데, 좀 설렁설렁 줄거리만 훑고 지나간 부분이 많긴 하지만, 학부 커리큘럼의 향기들은 다 맡아 본 것 같다. 너무 좁은 영역에서 비슷한 내용을 반복한다는 첫 감상에서 시작해서, 지금은 공학의 즐거운 일면을 목격한 것 같아서 기분이 꽤 난다. 지금으로서는 대학원 과정 중 관심가는 두셋 과목을 잘 들으면서 마무리 짓고 싶은데, 재밌는 책들이 적지 않아서, 책 욕심이 급증하는 것이 문제다.

디지털 통신 분야에에 멋진 책들이 많았는데, 최근 득템한 책은 Digital Communication Receivers by H. Meyr, M. Moeneclaey, S.A. Fechtel 공저다.

책 앞부분만 보고 너무 좋았다. 마치 Sklar 의 책처럼 디지털 통신에 나오는 모든 내용이 알차고, 나름 유기적으로 담겨 있다. 거기다 이 책에 비하면, Sklar 책은, ideal model에 충실하면서, 그래서 가중치를 적절히 두지 않고 일정하게 골고루 관심을 주면서 책을 집필한 느낌이 든다. 물론, 거의 대부분 사람들이 다들 추천하는 책임에는 틀림없다.

이 책은 모든 내용을 Receivers 입장에서 재해석한다. 이런 관점의 변화가 매우 신선하다. 그리고, 실제 신호는 채널 전후에 가장 많이 변화하기 때문에, receivers입장을 중심으로 놓으면, 통신 과정을 정면 돌파하겠다는 의지에 다름없다.

그래서, 대학원 과정에 나오는 심화 내용도 많이 담겨 있다.

통계적 신호 이야기

통계적 신호 강의를 신이나서, 그렇지만 내용이 만만치가 않아서, 진도는 천천히 듣고 있다.

에스티메이션 과 디텍션 에 관한 것인데, 기계학습과 공유하는 개념이 많아서 신기하고 흥미로웠다.

모은 책은 Steven Kay 의 detection 이다.

풍부한 예제가 너무나 흡족스럽다. Esimation 책은 중고로 잘 안나오고 있어 아쉽다.

통계적 신호를 위해서는 공대 통계 책들이 필수다.

이쪽 분야는 정말, 비슷한 것 같지만, 조금씩 다른게 묘미인 것 같다.