第五章
ディジタル変復調の基礎
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5・1
ASK
ディジタル振幅変調・
5・2
FSK
ディジタル周波数変調・
5・3
PSK
ディジタル位相変調・
5・4 ディジタル複合変調・
QAM
各種のディジタル変調方式とその適用領域
(図5・1)
大
小
振幅変動
ASK系列
P SK系列
16QAM
QP SK
64QAM
定振幅
FSK系列
OQP SK
MSK
多値FSK
衛星通信
移動通信
256QAM
固定無線通信
S(t) = A cos (2p fct + q )
ASK
FSK
PSK
5・1 ディジタル振幅変調・ASK
オンオフ・キーイング
S(t) = an cos (2p fct + q )
an  {0, 1}
入力ディジタル信号:nはクロック番号
位相反転キーイング
S(t) = (2an – 1) cos (2p fct + q )
BPSKと同じ
ASK(オンオフ・キーイング)の変調器と復
調器の概念図(図5・2)
ディジタル信号
an
搬送波
fc
0
ディジタル信号
ASK出力
受信入力
LPF
1
スイッチ
(a) 変調器
整流器
低域濾波器
(b) 復調器
出力 an 有 … 1
無 … 0
5・2 ディジタル周波数変
調・FSK
S(t) = A cos {2p( fc+ an f) t + q }
an  {0, 1}
f は周波数の変化幅
an  {0, 1, 2, 3}
等の多値も可
FSKの変調器と復調器の概念図(図5・3)
ディジタル信号
帯域通過濾波器
an
搬送波
fc
fc + f
整流器
低域濾波器
fc
0
FSK出力
LPF
出力有 : an = 0
受信入力
1
スイッチ
(a) 変調器
ディジタル信号
fc +  f
LPF
(b) 復調器
切り替え時に急峻な波形の変化が生じる
出力有 : an = 1
位相連続FSKの原理図(図5・4)
0
ディジタル信号
1
0
ディジタル信号
CP FSK出力
CP FSK出力
VC O
fc
VCO: Voltage Controll ed Os ci llator
fc +  f
fc
T
f を最も小さくした状態が右の波形:MSK
5・3 ディジタル位相変
調・PSK
S(t) = A cos (2p fct + anq)
an  {0, 1, , 2 –1}
m
q = 2p / 2
m
m = 1:2相PSK(BPSK)
m = 2:4相PSK(QPSK)
m = 3:8相PSK
PSK方式における信号点配置(図5・5)
01
011
010
1
0
00
11
110
000
111
(a) BP SK
001
10
(b) QPSK
101
(c) 8相P SK
100
BPSKの変調器の概念図(図5・6)
ディジタル信号
an
搬送波
fc
0
1
スイッチ
BPSK出力
p
移相器
位相をπシフトする
BPSKの復調器の概念図(図5・7)
受信入力
乗算器 低域濾波器
LPF
~ fc
再生した搬送波
(a) 同期検波
出力 an 正 … 0
負 … 1
乗算器
受信入力
低域濾波器
LPF
出力 正 … an = an– 1
負 … an  an– 1
T
1クロック遅延
(b) 遅延検波
遅延検波の場合は送信側で
n
和分変換 bn =  ai (mod2)
i=1
しておくとデータが再現可
QPSKの原理
S(t) = A cos (2p fct + an p – p )
2 4
S(t) = A cos (2p fct + n p) + A sin (2p fct + n p)
2
2
n, n  {0, 1}
QPSKの変調器と復調器の概念図(図5・8)
p/2移相器
p/2
搬送波
fc
n
Qチャネル
Qチャネル
乗算器 低域濾波 器
LPF
n
LPF
n
BP SK
QP SK
BP SK変調器
受信入力
p/2
fc
~
BP SK
n
(a) 変調器
I チャネル
I チャネル
(b) 復調器(同期検波 )
遅延検波も可
5・4
ディジタル複合変調・QAM
S(t) = n cos (2p fct) + n sin (2p fct)
n, n  {–3/2,–1/2,1/2,3/2}
16QAMの信号点配置(図5・9)
Qチャネル
I チャネル
各種のディジタル変調方式とその適用領域
(図5・1)
大
小
振幅変動
ASK系列
P SK系列
16QAM
QP SK
64QAM
定振幅
FSK系列
OQP SK
MSK
多値FSK
衛星通信
移動通信
256QAM
固定無線通信
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第五章のパワーポイント