変調




1.概要

変調とは、一言でいうと信号を送りやすくするための技術です。携帯電話を例にとって考えると、人の声の周波数はおよそ0.2~4kHzと言われているのに対して、通信回線の周波数は約700MHz~2GHz付近(LTE)と、まず数値的なオーダーが全く違うんですね。これを変調することで周波数を変換しているようなイメージです。

 Modulation is a technique to make signals easier to send. Considering a mobile phone as an example, the frequency of a human voice is said to be about 0.2 to 4 kHz, whereas the frequency of a communication line is in the vicinity of about 700 MHz to 2 GHz (LTE), first of all numerical order is totally I understand that it is different.

仮にデバイス目線で考えるとサイズ的にあり得ないことが分かります。アンテナを例にとると、アンテナ長は理論的には波長の1/2 or 1/4倍となるため、周波数が低ければ反比例して波長が大きくなり、(人の声で通信した場合)単純に携帯電話の大きさが1,000,000倍になってしまいます。

As a supplement, since the antenna length is theoretically 1/2 or 1/4 times the wavelength, as the frequency is low, the wavelength increases in inverse proportion, and when communicating with a human voice, simply the size of the mobile phone However, it will be 1,000,000 times.

そこで、実際は通信回線の周波数を持った搬送波と呼ばれる波に、人の声の信号をミックスして伝搬させます。受信した信号は復調と呼ばれる技術で実際の信号に戻ります。

  Therefore, we mix and propagate the human voice signal to the wave called the carrier wave with the frequency of the communication line. And this is the technology called modulation, and the received signal returns to the actual signal by the technique called demodulation.

 

2.種類と特徴

一般的な変調方式は、以下の3種類となります。受信側で波形を再現させないといけないので、どのように元の波形情報を記憶させるかということがポイントになっています。

 Common modulation methods are as follows. Since it is necessary to reproduce the waveform on the receiving side, it is the point that how to store the original waveform information is a point.

・振幅変調(AM:Amplitude Modulation)/搬送波の振幅を送る信号の波形に合わせる方法で、ミックスされてできる変調波は、周波数が一定で振幅の大きさにバラつきがあるものとなります。

· Amplitude Modulation (AM) / A method of matching the amplitude of the carrier wave with the waveform of the signal to be sent, the modulated wave that can be mixed has a constant frequency and variations in amplitude magnitude.

・周波数変調(FM:Frequency Modulation)/搬送波の周波数を送る信号に合わせる方法で、ミックスされてできる変調波は、振幅が一定で周波数にバラつきがあるものとなります。

· Frequency modulation (FM) / The method of matching the frequency of the carrier wave to the signal to be sent, the modulated wave that can be mixed has a constant amplitude and variations in frequency.

・位相変調(PM:Phase Modulation)/搬送波の位相を送る信号の振幅に比例するように変化させる方法。主にデジタル信号に利用される。

· Phase modulation (PM) / A method of changing the phase so as to be proportional to the amplitude of the signal that sends the carrier phase. It is mainly used for digital signals.

しかし、実際には現代の通信回線では上述の方式ではなく、デジタル信号の変調方式が使われています。これは、最小単位のビットに区切られたデータを通信する場合の方式で、0と1の組み合わせが振幅/周波数/位相といったパラメータで表現されます。これには、振幅変調や周波数変調も使用はできるのですが、主には位相変調や直交変調(QAM:Quadrature Amplitude Modulation ※振幅変調と位相変調の合体版)が使用されています。これらは、多元接続とセットで語られることが多いかと思うので、そちらも確認してみてください。

 However, modern communication lines are not the above-mentioned method, but digital signal modulation method is used. This is a method of communicating data divided into bits of the minimum unit, and the combination of 0 and 1 is represented by parameters such as amplitude / frequency / phase. Amplitude modulation and frequency modulation can also be used for this, but phase modulation and orthogonal modulation (QAM: Quadrature Amplitude Modulation * Combined version of amplitude modulation and phase modulation) are mainly used. I think that these are often told in a set with multiple access, so please also check that.