電気電子工学序論 第3回(情報)

ASKの時間波形
ベースバンド波形
2
V
1
Unipolar NRZ
0
-1
-2
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
ASK変調波
-3
V
1.5
1
ASK
キャリア8kHz
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
-3
1
Power [W]
Power [W]
ASK波形のパワースペクトル密度
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
PSD Function (ベースバンド)
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
50
35
40
45
50
PSD Function (ASK)
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
2
ASK (DSB-LC)
Baseband, offsetあり
4
V
2
Unipolar NRZ
Offsetあり
0
-2
-4
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
-3
ASK変調波
V
3
2
ASK
キャリア8kHz
1
0
-1
-2
-3
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
-3
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
3
Power [W]
Power [W]
ASK波形のパワースペクトル密度
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
PSD Function (Baseband, Large Carrier)
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
50
35
40
45
50
PSD Function (ASK)
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
4
ASK信号の同期検波
キャリア波混合後
V
1
0
-1
0
0.5
1
LPF
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
2.5
Time [sec]
3
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
1
5
x 10
-3
x 10
-3
x 10
-3
V
0.5
0
-0.5
-1
1
0
-3 0.5
x 10
1
1.5
Matched Filter
2
3.5
4
4.5
5
V
0.5
0
-0.5
-1
0
0.5
1
1.5
2
3.5
4
4.5
5
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
5
ASK信号の非同期検波
V
3
2
1
0
-1
-2
DSB-LC
-3
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
-3
1.5
1
V
0.5
包絡線検波
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
-3
6
PSK信号
polar NRZ
2
V
1
0
-1
-2
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
FSK
-3
V
1.5
1
キャリア8kHz
0: 位相 0
1: 位相π
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
-3
7
Power [W]
Power [W]
PSK信号のパワースペクトル密度
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
10
-20
polar NRZ PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
50
35
40
45
50
FSK PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
8
QPSK信号
2
1.5
1
キャリア8kHz
1kbps
(0.5k symbols/s)
V
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
10
-2
0
0.5
1
11
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
00
3.5
4
4.5
x 10
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
-3
9
Power [W]
QPSK信号のパワースペクトル密度
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
10
-6
10
-7
PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
50
10
QPSKとオフセットQPSKの信号波形
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
11
Quadrature Amplitude Modulation (QAM)
• 位相と振幅を信号波で変調
• スペクトル構造はPSKと同じ
• 信号点の配置が互いに離れているため、PSKよりエ
ラー耐性は良い
• AM要素が入るので、フェーディングには影響される
• 一部のアナログ・モデム採用
• ディジタル・ケーブルTVは64QAM採用
• その他、高速無線伝送、次世代携帯等で採用/検討
中
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
12
16値PSKと16値QAMの信
号点配置比較
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
13
16QAMの波形
16QAM
6
4
V
2
0
-2
-4
-6
5
5.5
6
6.5
7
7.5
Time [sec]
8
8.5
9
9.5
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
10
x 10
-3
14
Power [W]
16QAMのパワースペクトル密度
10
1
10
0
10
-1
10
-2
10
-3
10
-4
10
-5
10
-6
10
-7
16QAM PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
50
15
16PSKのパワースペクトル密度
10 10
1
1
10 10
0
0
10 10
-1
-1
-2
-2
Power [W]
Power [W]
10 10
10 10
-3
-3
10 10
-4
-4
10 10
-5
-5
10 10
-6
-6
-7
-7
10 10
0 0
PSDPSD
Function
Function
5
5
10 10
15 15
20 20 25 25 30 30
Frequency
Frequency
[kHz]
[kHz]
35 35
40 40
45 45
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
50 50
16
各ディジタル変調方式の
ビットエラー率
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
17
FSK信号
polar NRZ
2
V
1
0
-1
-2
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
-3
FSK
V
1.5
1
0: 8kHz
1: 4kHz
0.5
0
-0.5
-1
-1.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
Time [sec]
3
3.5
4
4.5
5
x 10
-3
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
18
Power [W]
Power [W]
FSK信号のパワースペクトル密度
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
10
0
10
-5
10
-10
10
-15
polar NRZ PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
35
40
45
50
35
40
45
50
FSK PSD Function
0
5
10
15
20
25
30
Frequency [kHz]
通信ネットワーク特論(ディジタル変調)
19