「位相偏移変調」の版間の差分

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== 概要 ==
どんな[[デジタル変調]]においても、[デジタル][[データ]]を表現するために、有限数のはっきりした信号を使う。
PSKでは[[位相]]の有限数が使われ、それぞれが[[バイナリ]][[ビット]]の特有のパターンを割り当てられる。
通常、それぞれの位相は等しい数のビットを符号化する。
それぞれのビットのパターンは、特定の位相によって表現される、[[シンボル]]を構成する。
特に[[変調器]]で使用されるシンボル-セットのために設計される[[復調器]]は、受信信号の位相を明らかにし、それが表すシンボルへそれを[[マッピング]]する、このようにして最初のデータを取り戻す。
これは、[[受信]][[信号]]の位相を基準信号と比較することができることを、受信機に要求される、そのようなシステムは[[コヒーレント]](coherent)と名づけられている(CPSK)。
 
また、波の位相をセットするためにビットパターンを使う代わりに、指定された量を変えて使う事ができる。
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以下ように信号の位相を利用する二つの基本的な方法ある:
*情報を伝えるために、位相自体を判断することによる方法。この場合、[[復調器]]は受信信号の位相を比較する基準信号を持たなければならない。
*情報を伝達しながら位相の変化を判断することによる方法。差を判断する。ある程度の基準搬送波は必要としない。
 
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これは、この場合90°分離のためのin-phase軸とquadrature軸と呼ばれる実軸と虚軸の[[アルガン平面]]における、信号点を示す。
垂直な軸におけるそのような表現は、簡単な実現に適している。
in-phase軸に沿ったそれぞれの信号点の振幅は[[コサイン]](または[[サイン]])波を変調して、さらにQuadrature軸に沿った振幅はサイン(またはコサイン)波を変調して使っている。
 
PSKでは、選ばれる信号点は、通常円のまわりに一定の角度のスペースがある状態で置かれる。
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[[ブルートゥース]]2は、低いレート(2 Mbit/s)ではπ / 4-DQPSKが、2台の装置のリンクが十分に強いとき高いレート(3 Mbit/s)では8-DPSKが使われる。
ブルートゥース1はガウス型最小偏移変調(Gaussian minimum-shift keying)で変調され、バージョン2における変調選択は高いデータレートを与えるだろう。
 
== BPSK ==
[[Image:BPSK Gray Coded.svg|200px|right|thumb|BPSKにおける[[信号空間ダイヤグラム]]]]
BPSK(Binary phase-shift keying)はPSKで最も単純な形式である。
これは180°分離された2つの位相を使い、「2-PSK」とも呼分事ができる。
[[信号点]]がどこに置かれるかは必ずしも特に重要ではなく、そしてこの形ではそれらは実軸において0°と180°に示される。
[[復調器]]が誤った判定をして誤った時に、この[[変調方式]]はすべてのPSKにおいて最も強い。
しかしながら、(数字で表すと)たった1 bit/symbol でしか変調できなく、[[帯域幅]]が限定されている場合の高いデータ信号速度のアプリケーション(applications)には不適当である。
 
[[AWGN]]環境下におけるBPSKの[[符号誤り率]]([[BER]])を示すと以下のとおりになる:
:<math>P_b = Q\left(\sqrt{\frac{2E_b}{N_0}}\right)</math>
1シンボルにつき1ビットだけなので、これはシンボル誤り率([[SER]]:Symbol error rate)でもある。
 
通信伝送路よってもたらされる任意の位相シフトがある状態で、復調器はどの信号点がどれかを伝えることができない。
そのため、データは変調前にしばしば特異的に[[符号化]]される。
 
=== 計算 ===
バイナリデータは、以下の信号でしばしば伝達される:
:<math>s_0(t) = \sqrt{\frac{2E_b}{T_b}} \cos(2 \pi f_c t + \pi )
= - \sqrt{\frac{2E_b}{T_b}} \cos(2 \pi f_c t)</math> [[バイナリ]]"0"を示す。
:<math>s_1(t) = \sqrt{\frac{2E_b}{T_b}} \cos(2 \pi f_c t) </math> バイナリ"1"を示す。
<math>f_c</math> は[[搬送波]]の[[周波数]]。
 
従って、信号スペース(signal space)は一つの[[基底関数]]によって表すことができる。
:<math>\phi(t) = \sqrt{\frac{2}{T_b}} \cos(2 \pi f_c t) </math>
1は<math>\sqrt{E_b} \phi(t)</math>によって表現され、0は<math>-\sqrt{E_b} \phi(t)</math>によって表現される。
この割り当てはもちろん、任意である。
 
<!--この基底関数の使用は、信号タイミング図(signal timing diagram)を用いて、次のセクションの終わりに示される。
一番上の信号は[[余弦波]]を調整しているPSKを示しており、BPSK変調器が出す信号である。
この出力を引き起こすビットストリーム(bit-stream)は信号上に示される(この図の他の部分はQPSKにだけ関連している)。
-->
 
== 関連項目 ==