基礎-1
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
平成20年10月
工学科
□ フーリエ級数
□ 周波数と波長の関係
□ 帯域幅
□ 重畳
□ 電灯線通信
□ 同期
□ 符号化
□ 光ファイバ
□ dB
年生 学籍番号(
□ フーリエ変換
□ 周期信号
□ 帯域通過フィルタ(BPF)
□ ヘテロダイン方式
□ 周波数変調(FM)
□ 周波数多重通信方式
□ 光通信
□ dBm
□ WCDMA
) 氏名(
□ SN比
□ 伝達関数
□ 低域通過フィルタ(LPF)
□ 振幅変調(AM)
□ 位相変調(PM)
□ 時多重通信方式
□ 衛星通信
□SAR
□ OFDM
)
□ 波長
□ インパルス応答
□ 地上波ディジタル放送
□ 角度変調
□ 包絡線
□ 地上ディジタル放送
□ 移動体通信
□ MHz, GHz
チェックの数 (
)個/35個中
【次の公式を完成させなさい】
1.cosAcosB = ――{
+
}
2.sinAcosB = ――{
+
}
3.sin(A-B) =
-
4.cos(A-B) =
+
5.sin2A
=
6.cos2A
=
7.acosA+bsinA =

sin(
但し,α= tan-1
+α)






基礎-2
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
通信方式 ・・・ 信号を送るもの(送信機)と受け取るもの(受信機)が,ある媒体
(電線などの伝送路)でつながれている形態。
・電話(有線) ・・・ 電話機と電話線
・ラジオ,TV
(マイクロ波・ミリ波通信:有線) ・・・ 導波路・導波管
光ファイバ
(
〃
:無線) ・・・ 大気中など
→ 電気信号
(音声など)
→ 電磁波信号
→ 光信号
→ 電磁波信号
・アナログ通信 ・・・ 時々刻々連続的に変化する波形や周波数成分を忠実に伝送
・ディジタル通信 ・・・ 0,1等から成る符号に変換し,パルスとして伝送
電話での人の声 ・・・ 0.1~8kHzの周波数成分を持つ波の重ね合わせ
→ 通話には0.3~3.4kHzの周波数成分だけで十分
(電話の声と実際の声が微妙に違う理由)
アナログ信号 → ディジタル信号 ・・・ より忠実な情報伝達が可能(電話,TV等)
通信への要求
低損失,高速・・・早く遠くへ
広帯域性,大容量性・・・たくさんの情報を(多重化)
高品質,低雑音,高信頼性・・・より良い情報を
秘匿性・・・情報の保守
ディジタル方式
基礎-3
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
ディジタル情報
1. 「はい」・・・1,「いいえ」・・・0で応えられる信号は,2つの符号0,1(2進数)で伝達可能
2. 4種類の答がある場合も 00, 01, 10, 11(2進数)で選択・伝達可能
[一般化]
答(場合の数)が2n 個ある場合は,n桁の2進数の組み合わせで情報を表せる。
・・・ 「情報量はnビットである」と言う。
場合の数(選択子)が2の倍数でなくN個の場合も,[情報量]=log2N ビット
※パルス・・・持続性が非常に短い信号
【ディジタル通信方式の基礎用語】
情報伝送速度(ビットレート)[
符号速度[
] ・・・
] ・・・
パルス繰り返し周波数[
] ・・・
符号周期,基本周期 ・・・
m進符号(パルス),m値符号(パルス) ・・・
m進符号の情報伝送速度[
] ・・・
(2進符号の情報伝送速度を特にビットレートと呼ぶ)
符号誤り率(シンボル誤り率) ・・・
(2進符号では特にビット誤り率と呼ぶ)
基礎-4
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
dB,dBm,dBW
・ 伝送線路での信号の減衰量は指数関数特性(e-x)を持つ
→ 単位長当たりのデシベル値(dB/km)で表す
・ 通信工学 → 信号の電力比をdB表示するのが便利。
【電力比のdB表示】
x  10 log10 x
 x  10x/ 10
【電力量のdB表示】
電力のmW(ミリワット値)をdB表示
電力のW(ワット値)をdB表示
x
・・・ 電力比(真値)
[x] dB ・・・ dB表示
→ dBm
→ dBW
(復習と計算例)
1. x=5の場合の[x]を求める。
10
 x  7dB
10 log 10 5  10 log 10  10 log 10 10  10 log 102  10  3  7
2
2. [x]=9の場合のxを求める。([x]9は[x]=9となるxの値を示すものとする)

x9  3x3  3 10 log10 2  10 log10 23  10 log10 8
3. 20mWのdB表示を求める。
10 log 10 20  10 log 10 2  10  10 log 10 2  10 log 10 10  3  10  13
(問題)
1.[x]=8の場合のxの値を求めよ。
2.40mWおよび0.04WをdBmおよびdBW表示せよ。
x  8
13 dBm
基礎-5
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
周波数スペクトル表示
1.正弦波信号 g(t)=cos w0 t (周波数w0の単振動)
G( f )   g t e j 2ft dt

周波数成分を調べる → フーリエ変換(周波数←→時間)
※ w0の位置に成分が現れる(教科書p.11図1.6(a))
G(w ) 
【オイラーの公式】
1  g
2 
t e jwt dt
e j  cos  j sin  , e j  cos  j sin 
∴ cos w0 t =
e
+
e
周波数成分を調べる → フーリエ変換(周波数←→時間)
※ w0 および-w0位置に成分が現れる(教科書p.11図1.6(b))
a1 cosw1t  a2 cosw2t  a3 cosw3t  a4 cosw4 t  a5 cosw5t 
2.周期パルス(周期T)
離散スペクトル → フーリエ級数展開(時間関数←→ 周波数関数)
パルス波形そのままで周期Tが大 → スペクトル間隔(1/T=Df=Dw/2π)は狭くなる
↓
極限・・・孤立パルス → 連続スペクトル
電力スペクトル
[言葉] 帯域フィルタ,中心周波数,周波数帯域
インピーダンス整合
反響による信号歪み → 反響歪み(反射)
0
w0
w
片側周波数表示
w0
0
w0
両側周波数表示
w
基礎-6
情報通信工学Ⅱ(平成20年度)
方形波パルスのフーリエ変換
v(t)
A
t

 A,
vt   
0,

t 
t 

2

(1)
2
τ/2
-τ/2
図2.方形波パルス波形(時間関
数)

V ( f )   v(t )e  j 2ft dt
 時間v(t))

(2)
V( f )
フーリエ変換の基本式(スペクトルV(f)

V ( f )    Ae  j 2ft dt
(3)
sin( f )
 f
(4)
2
2
V ( f )  A
f
図2.方形波のスペクトル分布
(周波数関数)
教科書p.56 式(3.9)
参照
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