位相偏移変調と電気通信

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位相偏移変調と電気通信の違い

位相偏移変調 vs. 電気通信

位相偏移変調（いそうへんいへんちょう）もしくは位相シフトキーイング（phase-shift keying, PSK）は、基準信号（搬送波）の位相を変調または変化させることによって、データを伝達する、デジタル変調である。. 電気通信（でんきつうしん）とは、電気信号・電磁波・光波等の電磁的手段により映像・音声・データなどの情報を伝える通信である。.

変調方式

変調方式（へんちょうほうしき）の記事では、電気通信などにおいて「搬送」と呼ばれる通信方式、すなわち、搬送波を媒体としてその振幅や周波数や位相などを変動させる（変調する）ことによる方式における、各種の方式について解説する。 歴史的に先に現れた有線の電信や電話では、当初は、信号電力の断続や、音波をそのまま電気信号としたものを通信していた。 それに対し無線通信では、「搬送波」と呼ばれる基本信号（素朴には正弦波であることを理想とする）の電波を発生し、それを変調することにより「情報を乗せる」必要がある。これは20世紀の始め頃、三極管に始まる各種の増幅作用を持つ真空管の発明により始まった、エレクトロニクスにより実用的に可能になったものである。有線においても同じ頃に、多重化による設備（電話ケーブル）の有効利用などを目的とし、無線と同様にして搬送波を変調する方式の通信が始まった。現代の、媒体として光ケーブルを用いる光通信でも、搬送波が電気信号でなく光になる以外は同様である。 通信以外にも、磁気記録などのような物理メディアの特性が非線形な場合などにも、高周波の変調によって記録する、といった手法は使われる。例えばビデオテープでは5MHz前後のキャリアに周波数変調でNTSCを記録している。 以上のような伝送方式に対して、音声などを原信号のまま（ベースバンドで）伝送する方法をベースバンド伝送と呼んでいる。 またベースバンド伝送の一種として、ディジタル通信では、0と1の列を、どのようなLとHの列による電気信号とするか、という方式が目的などに応じて各種あり、それらを伝送路符号(line code)という。さらにそれをディジタル変調に乗せることもある。.

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復調

復調（ふくちょう）とは、電気技術用語で、変調信号が伝送されてきたとき、それからもとの信号波を復元することである。変調の対義語である。各変調方式に対応して復調が行われる。 特に電波に関しては検波（けんぱ）ともいう（復調という語は無線有線を問わず、任意の方式の変調を元に戻すことを指す語である）。本来の語義としては、電波の断続（不存在か存在か）を検出することに限定した語が「検波」と考えられるが、歴史的な理由で、モールス符号のようないわゆるCW（電波型式でA1A）においてコヒーラによる検波が復調であったものが、そのまま任意の変調方式における復調を指すものとして流用され、専ら下記の方式名のごとく「-検波」と呼ばれる。 英単語demodulationであるため、ブロック図（系統図）等で「DEM」または「DEMO」等と略記される場合がある。「モデム」（modem）の「デム」（-dem）の由来である。.

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信号 (電気工学)

信号（signal）は、電気通信や信号処理、さらには電気工学全般において、時間や空間に伴って変化する任意の量を意味する。 実世界では、時間と共に測定可能な量や、空間において測定可能な量を信号という。また人間社会では、人間の発する情報や機械のデータも信号とされる。そのような情報やデータ（例えば画面上のドット、紙上にインクで書かれたテキスト、あるいはこれを読んでいる人が見ている単語の列）は全て、何らかの物理的システムや生体的システムの一部として存在している。 システムの形態は様々だが、その入力と出力は時間または空間に伴って変化する値として表すことが可能である。20世紀後半、電気工学はいくつかの分野に分かれ、その一部は物理的信号とそのシステムを設計および解析する方向に特化してきた。また、一方では人間や機械の複雑なシステムの機能動作や概念構造を扱う分野も登場した。これらの工学分野は、単純な測定量としての信号を利用したシステムの設計/研究/実装の方法を提供し、それによって情報の転送/格納/操作の新たな手段が生み出されてきた。.

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データ

データ（data）とは、事実や資料をさす言葉。言語的には複数形であるため、厳密には複数の事象や数値の集まりのことを指し、単数形は datum（データム）である。.

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デジタル

デジタル（digital, 。ディジタル）量とは、離散量（とびとびの値しかない量）のこと。連続量を表すアナログと反対の概念である。工業的には、状態を示す量を量子化・離散化して処理（取得、蓄積、加工、伝送など）を行う方式のことである。 計数（けいすう）という訳語もある。古い学術文献や通商産業省の文書などで使われている。digitalの語源はラテン語の「指 (digitus)」であり、数を指で数えるところから離散的な数を意味するようになった。.

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デジタル変調

デジタル変調（デジタルへんちょう）は、搬送波を不連続に変調する変調方式である。ディジタル情報通信などに使われる。 アナログ変調と異なり、搬送波が不連続に変化する。当初、電信からの連想でキーイング (keying) という用語が使われたため、古くからある方式の名前にはその影響がある。後に導入された方式においてはアナログと同じモジュレーション (modulation) という用語も用いられるようになった。.

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周波数

周波数（しゅうはすう 英：frequency）とは、工学、特に電気工学・電波工学や音響工学などにおいて、電気振動（電磁波や振動電流）などの現象が、単位時間（ヘルツの場合は1秒）当たりに繰り返される回数のことである。.

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Bluetooth

Bluetoothのロゴ Bluetooth（ブルートゥース、ブルーツース）は、デジタル機器用の近距離無線通信規格の1つである。Bluetooth Basic Rate/Enhanced Data Rate (BR/EDR) と Bluetooth Low Energy (LE) から構成される。.

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無線LAN

無線LAN（むせんラン）とは、無線通信を利用してデータの送受信を行うLANシステムのことである。ワイヤレスLAN（, ）、もしくはそれを略してとも呼ばれる。著名な無線LANの規格としてIEEE 802.11がある。.

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通信

通信（つうしん）とは、情報の伝達を意味する言葉である。有史以前から徐々に発展し、近代における様々なそして急激な技術的発展によって、より多様で利便性の高い、大衆的なものに発展してきた。.

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IEEE 802.11

IEEE 802.11（アイトリプルイー 802.11）は、IEEEにより策定された、広く普及している無線LAN関連規格の一つである。無線局免許不要で使えるものも多い。.

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搬送波

搬送波（はんそうは、carrier wave）とは、情報（信号）を搬送する（送る）ための波（波動）のこと。「wave」を略して「carrier キャリア」と呼ばれることもある。 電波、光（や音）といった波動に変調をかけることで信号（情報）を乗せる技術があり、その方式で通信する時に用いている波動のことを「carrier wave　搬送波」と呼ぶのである。 搬送波を変調することにより映像、音響、データ等の情報をのせる。あとは、無線であれ有線であれ、どんな経路でもよいからその搬送波を送れば、結果としてそこに含まれる信号（情報）も、一緒に送り届けることができる。 受信した側は、その波動を復調すれば、そこに含まれる信号（情報）を取り出すことができる。 情報を送る方法はいくつかあり、情報を加工せずにそのまま送るという方法（たとえば、2本の電線を引き、スイッチのOn/Offによる電圧の変化で 遠方に信号（情報）を伝えるようなモールス通信など）もあるが（そのほうが、原始的・単純であり、まず先にその方式が発明されたが）、その後、変調・復調を行う方式（＝搬送波を用いる方式）が発明された。 それを、一般に「搬送通信」「多重搬送通信」という。 （搬送通信を行うための回路は若干複雑になりはするが）　搬送波を使ったほうが効率的に情報を送ることができることや、多重化（周波数分割多重）できるので、搬送波を利用することが一般的になった。.

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振幅偏移変調

振幅偏移変調（しんぷくへんいへんちょう）もしくは振幅シフトキーイング（しんぷくシフトキーイング、amplitude-shift keying、略号：ASK）はデジタル信号送受信の際に使用する変調方式の1つで、送信データのビット列に対応して搬送波の振幅を変化させることで送信データを送る方式である。日本においては一般にASKと呼ばれる。日本総務省の文書等ではASK変調方式と書かれる。 アナログ変調方式の振幅変調(AM)と同様に、この変調方式は、他の変調方式と比べて、ノイズや妨害波やフェージングの影響を受けやすい。 この変調方式では、搬送波の周波数と位相はそのままで、搬送波の振幅のみ変化する。単純な2値ASKの場合、デジタル信号が0で振幅小、デジタル信号が1で振幅大とする。 さらに最も単純なものとして、搬送波をスイッチ等で離散的にオン/オフする場合を考えることができる。この場合、デジタル信号が0で搬送波オフ、デジタル信号が1で搬送波オンとする。これはその動作から、オンオフ変調（OOK）と呼ばれている。ただし、大抵の場合、ASKとOOKは明確に区別されず、単にASKと呼ばれる。OOKの変調及び復調装置は他の変調方式の装置と比べて、それほど複雑・高価なものではない。そのため、OOKの技術は、光ファイバーでデータ送信を行なう場合に一般に使用されている。LED送信器はバイナリーの1が短い光パルス照射、0が光消灯を表す。レーザ送信機は、通常、低い光度の光を放射する様に電流を固定する。この低い光度がバイナリーの0を表し、高い光度レベルがバイナリーの1を表す。.

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