デジタル変調技術

デジタル変調は、より多くの情報容量、高いデータセキュリティ、優れた品質の通信を備えたより速いシステム可用性を提供します。したがって、デジタル変調技術には、アナログよりも大量のデータを伝達する能力が求められています。

デジタル変調技術には多くの種類があり、これらの技術を組み合わせて使用することもできます。この章では、最も顕著なデジタル変調技術について説明します。

振幅シフトキーイング

結果の出力の振幅は、キャリア周波数に応じて、ゼロレベルにするか、正負の変動にするかを入力データに依存します。

以下は、ASK変調波形とその入力の図です。

変調された信号には高周波キャリアが含まれます。 ASKが変調されたときのバイナリ信号は、LOW入力にゼロ値を与え、HIGH入力にキャリア出力を与えます。

出力信号の周波数は、適用される入力データに応じて、高または低になります。

Frequency Shift Keying（FSK）*は、離散的なデジタル変化に応じてキャリア信号の周波数が変化するデジタル変調技術です。 FSKは、周波数変調のスキームです。

以下は、FSK変調波形とその入力の図です。

FSK変調波の出力は、バイナリHIGH入力では周波数が高く、バイナリLOW入力では周波数が低くなります。バイナリの1と0は、*マーク*と*スペース周波数*と呼ばれます。

出力信号の位相は、入力に応じてシフトします。これらは、位相シフトの数に応じて、主にBPSKとQPSKの2つのタイプです。もう1つは、以前の値に従って位相を変更するDPSKです。

Phase Shift Keying（PSK）*は、特定の時間にサインおよびコサイン入力を変化させることにより、キャリア信号の位相を変更するデジタル変調技術です。 PSK技術は、無線LAN、バイオメトリック、非接触操作、RFIDおよびBluetooth通信に広く使用されています。

PSKには、信号がシフトする位相に応じて2つのタイプがあります。彼らは-

これは、 2フェーズPSK （または）*位相反転キーイング*とも呼ばれます。この手法では、正弦波キャリアは0°および180°などの2つの位相反転を取ります。

BPSKは基本的にDSB-SC（両側波帯抑制キャリア）変調方式で、メッセージはデジタル情報です。

以下は、BPSK変調出力波とその入力の画像です。

これは、位相シフトキーイング技術で、正弦波キャリアは、0°、90°、180°、270°などの4つの位相反転を取ります。

この種の手法をさらに拡張すると、要件に応じて8または16の値でPSKを実行できます。次の図は、2ビット入力のQPSK波形を表しており、バイナリ入力のさまざまなインスタンスの変調結果を示しています。

QPSKはBPSKのバリエーションであり、DSB-SC（Double Sideband Suppressed Carrier）変調方式でもあり、 bigits と呼ばれる2ビットのデジタル情報を一度に送信します。

デジタルビットを一連のデジタルストリームに変換する代わりに、ビットペアに変換します。これにより、データビットレートが半分に低下し、他のユーザーにスペースを確保できます。

DPSK（差動位相シフトキーイング）では、変調された信号の位相は前の信号要素に対してシフトされます。ここでは参照信号は考慮されません。信号フェーズは、前の要素のハイまたはロー状態に従います。このDPSK手法には、基準発振器は必要ありません。

次の図は、DPSKのモデル波形を表しています。

上記の図から、データビットがLOW、つまり0の場合、信号の位相は反転されず、そのまま継続されることがわかります。データがHIGHの場合、つまり1の場合、NRZIの場合と同様に、信号の位相は1で反転します（差分エンコードの形式）。

上記の波形を観察すると、HIGH状態は変調信号の M を表し、LOW状態は変調信号の W を表していると言えます。