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デジタル変調

デジタル変調, by Wikipedia https://ja.wikipedia.org/wiki?curid=2... / CC BY SA 3.0 #通信工学 #無線工学 #変調方式 デジタル変調（デジタルへんちょう）は、搬送波を不連続に変調する変調方式である。 デジタル情報通信などに使われる。 アナログ変調と異なり、搬送波が不連続に変化する。 当初、電信からの連想でキーイング (英語: keying) という用語が使われたため、古くからある方式の名前にはその影響がある。 後に導入された方式においてはアナログと同じモジュレーション (英語: modulation) という用語も用いられるようになった。 無線電信（電波型式の表記法では「A1A」）で使われる、搬送波の断続による情報通信も、ある種のデジタル変調と言える。 振幅偏移変調 (ASK、英語: amplitude shift keying) はデジタル信号を正弦波の振幅の違いで表し変調する、すなわち振幅変調するものである。 2値の場合はOOK (on-off-keying) と呼ばれる。 モールス符号を用いた電信はOOKの一種ともいえる。 以前は、使用されることのほとんど無い変調方式であったが、ETCやキーレスエントリー、RFIDタグなどの狭域通信（極めて近距離の通信）を中心に用いられることが多くなってきている。 特殊なASKとして、以下のものがある。 位相偏移変調 (PSK; phase shift keying) は、一定周波数の搬送波の位相を変化させることで変調するものである。 変化した位相の種類を増やすことにより、変調1回あたりの送信ビット数を増やすことができる。 移動体通信を始め、衛星デジタル放送や2400,4800bpsのメタル回線用のモデム、アマチュア無線のPSK31などで用いられている。 π/4 shift QPSK の信号空間ダイヤグラム 00・01・10・11の順にせず、隣り合う符号状態が1となるようグレイ符号を使用することに注目 周波数偏移変調 (FSK、英語: frequency shift keying) は、例えば、データが0のとき搬送波を低周波数、1のとき高周波数に変化させる方式。 アナログでは周波数変調に相当する。 300・600・1,200bpsのメタル回線用のモデムなどで用いられている。 また、無線による印刷電信（テレタイプ）で使われた。 16QAM 直角位相振幅変調 (QAM、英語: quadrature amplitude modulation) は、多値のASKを直角位相変調することで、位相変化と振幅変化を組み合わせた変調方式である。 1シンボルあたり送れる状態数を多くできるため伝送効率が良いのが特徴であるが、反面シンボル間の振幅・位相距離が近くなるため、必要とするC/N比はPSKなどに比べると高い。 シンボル当たりの状態数に応じて16QAM・64QAM・256QAMなどと呼ばれる。 組み合わせ個数が多いことを利用し、通信線の状況に合わせて通信速度を変化させることにより、送信誤りでの再送信による速度低下の影響を少なくし送信効率をあげることもできる。 7,200・9,600・12,000・14,400・16,800・28,800・31,200・33,600・56,000bpsのメタル回線用のモデムなどで用いられている。 また、マイクロ波による地上および衛星通信・携帯電話・モバイル通信でも多用される。 あまり使われていないが16APSK、32APSKというものもある。 8PSKの振幅を2段階以上に切り替えて変調したものと考えることができるが、QAMの信号ダイアグラムを複数の同心円の上に並ぶよう再配置して消費電力の変動を小さくしたものとも言える。 遅延検波が可能とされる。 BSの4K並びに8K放送では16APSKを使っているが、既存の4PSK・8PSKの衛星デジタル放送と比べパラボラアンテナが同心円の数だけ大型化する欠点がある(なお、同放送はフレームレートを倍増した際に必要な帯域の増加が二割未満に留まる事から、一時期は同程度のスロット(地デジで言うセグメント)の割り当てで32APSKを採用してフレームレートを既存のデジタル放送に比べ倍増する事も検討された)。 OFDMの周波数 OFDMは以下の例で使用されている (IDFT、英語: inverse discrete Fourier transformation)