1Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

１．シャノンの通信モデル

❒米国数学者シャノンが情報通信の理論的研究に用いたモデル。

❒下図の６つの構成要素から成る。

チャネル

声や音、文字、写真、動作等

ｱﾅﾛｸﾞ信号、ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ信号。観測することにより、物理量（周波数、電圧、ビット数など）がわかる。

チャネルの歪みなど。情報エラーを引き起こす

伝送媒体。有線（銅線、ファイバ）、無線（電波など）。

符号器（電話機、FAX、ビデオカメラ、など）

復号器

2Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

2．変調（Modulation）とは

❒信号伝送技術のひとつ。

❒送りたい信号（アナログ、ディジタル）を、アナログ通信路へ送り出す

際に行われる変換処理。逆の変換を復調(Demodulation)という。

※情報の中身は変えない。

※変調しない伝送は「ﾍﾞｰｽﾊﾞﾝﾄﾞ伝送」と呼ばれる。

ｱﾅﾛｸﾞ信号：

ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ信号：

アナログ通信路：

機器 変調 通信路（チャネル） 復調 機器

送信機 受信機

情報源

受信者

3Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

3．なぜ、変調を行うのか？（必要性）

❒変調の必要性は3つ●雑音対策機器から出る信号を雑音対策された通信路が扱える信号に合わせるため

●多重化異なる周波数の信号に変調すると複数の信号を同一通信路に同時に流せる

●伝送容量の拡大ディジタル変調（後述）

機器 変調 通信路（チャネル）

音声、画像、データなどに対応する、通信路とは異なる色々な信号

電話網の回線、ラジオ/TV放送の電波、携帯回線の電波など、雑音などに強い決まった信号を運ぶように設計されている

機器 変調1 通信路（チャネル）

機器 変調n

・・・ ・・・変調１、・・、変調nの結果の信号を異なるものにすると、同じ通信路で同時に伝送できる（多重化）

4Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

４．アナログ信号の波形を決める３要因

①振幅（Amplitude）

振れ幅

②周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）

単位時間当たり繰り返す波の数

単位はヘルツ（Hz）

※ひとつの波にかかる時間を周期

という。周期＝１／周波数

③位相（Ｐｈａｓｅ）

横（時間）軸上での波形のずれ

の大きさ

②

①

③位相

5Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

５．変調の種類（その１）

■２種類に大別される。

（1）アナログ変調：変調元の信号がアナログ信号

アナログ信号＝変調＝＞別なアナログ信号

（2）ディジタル変調：変調元の信号がディジタル信号

ディジタル信号＝変調＝＞対応するアナログ信号

ｱﾅﾛｸﾞ信号：

ﾃﾞｨｼﾞﾀﾙ信号：

アナログ通信路：

機器 変調 通信路（チャネル） 復調 機器

送信機 受信機

情報源

受信者

6Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

6．変調の種類（その２）

❒アナログ変調：アナログ信号＝変調＝＞別なアナログ信号

次の３種

①ＡＭ：Amplitude Modulation、振幅変調

②ＦＭ：Frequency Modulation、周波数変調

③ＰＭ：Phase Modulation、位相変調

❒ディジタル変調：ディジタル信号＝変調＝＞対応するアナログ信号

次の３種

①ＡＳＫ：Amplitude Shift Keying、振幅偏移変調

②ＦＳＫ：Frequency Shift Keying、周波数偏移変調

③ＰＳＫ：Phase Shift Keying、位相偏移変調

7Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

7．アナログ変調（*）の３方式（*）アナログ信号を別な信号へ変換

機器 変調 通信路（チャネル） 復調 機器

送信機 受信機

情報源

受信者

原信号（相手に届けたいアナログ信号）

AM（原信号の変化を振幅の変化に対応づけて運ぶ。） 例．AM放送

FM（原信号の変化を周波数の変化に対応づけて運ぶ。）。例．FM放送

PM（原信号の変化を位相の変化に対応づけて運ぶ。）

振幅変調

周波数変調

位相変調搬送波あるいはキャリア

（原信号の情報を運ぶための電波。通信路側の都合で

決まっている）

PMは、あまり使われない

8Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

※ アナログ変調の例

❐ラジオ放送、ＴＶ放送

❐１つの同じアンテナで受けても、色々なチャンネルを選んで聞

ける。

＜AM放送＞300k～3MHz帯の一部

NHK第一＝＞594KHz

NHK第二＝＞693

TBS＝＝＝＞954

文化放送＝＞1134

日本放送＝＞1242

＜FM放送/ＶＨＦ＞30M～300MHz帯の一部

NHK-FM＝＝＞85.1MHz

NACK5＝＝＞79.5

TOKYO-FM＝＝＞80.0

BAY-FM＝＝＞78.0

9Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

8．ディジタル変調（*）の３方式（*）ディジタル信号を対応する別な信号へ変換

❒ディジタルの1,0情報＝変調＝＞1,0に対応するアナログ信号

ASK:Amplitude Shift Keying

FSK: Frequency Shift Keying

PSK: Phase Shift Keying

「SK」は偏移変調と呼ばれる。

ディジタル信号

ディジタル変調

PSK方式は、ディジタル式携帯電話で採用

10Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

9．ＰＳＫ（位相偏移変調）の例

変調するポイント

１秒当たり5回変調

11Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

※ 携帯電話での変調方式

❐送信側では、伝達すべき情報を無線で使用する周波数帯の信号に変換して送信（変調）

受信側では、受信した信号を元の情報に復元（復調）

❐分類

アナログ変調方式 ＝＝＞アナログ信号を変調。アナログ携帯電話で使用

ディジタル変調方式 ＝＝＞ディジタル信号を変調。ディジタル携帯電話で使用

❐アナログ変調方式の例 ＝＝＞アナログＦＭ方式

❐ディジタル変調方式の例 ＝＝＞ＧＭＳＫ、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ，π／４シフトＱＰＳＫ

※）QPSK： Quadrature Phase Shift Keying. ４相位相偏移変調

わが国のディジタル携帯（ＰＤＣ）で使用

携帯電話

基地局

2012年3月末にサービス終了（ドコモのmova）

12Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

※ モデム（変復調装置）の性能の計算例

パソコンモデム

■変調方式＝＞4-PSK（4相位相偏移変調）■変調速度（性能）＝＞1200ボー

ｱﾅﾛｸﾞ回線

このモデムは、

最大？ﾋﾞｯﾄ/秒の速度まで

受け入れ可能か？

13Ⓒ増田 ２０１８流通経済大学通ネ第3回181004 伝送方法

１０．ＡＳＫとＰＳＫの組合せ

❐ＱＡＭ（直交位相変調）：ＡＳＫ（振幅）とＰＳＫ（位相）の組み合わせ

例．8-QAM（2振幅、4位相）

※デジタル無線通信、電話回線用モデム、ケーブルモデムなどで採用

１秒当たりの変調回数。この例では８回。

101（振幅：大、位相：180°）