無線工学 – 条文穴埋め

用語

略語

DS： Direct Sequence。直接拡散。
DS変調とは「符号系列による搬送波の変調」のことである。変調方式は180度2相PSKが最もよく用いられる。スペクトラム拡散変調として、最も基本的な方法である。変調に使われる符号系列は、伝送すべき情報のデジタル信号を疑似雑音(PN)符号系列信号と半加算して作られる。

FDD： Frequency Division Duplex。周波数分割複信。

FDM： Frequency Division Multiplex。周波数分割多重。

OFDM： Orthogonal Frequency Division Multiplex。直交波周波数分割多重。
OFDM は、ある一定の帯域内にN 個のキャリアを直交させ、隣り合うキャリアのスペクトルがオーバーラップするよう配置し、各キャリアは2 ビット/シンボルのQPSK で変調される。この変調方式は、1 キャリアの伝送レートが低いため、次の信号までの期間が長くマルチパスが吸収され、信号はマルチパスの影響を受けにくい特徴を持ち、帯域幅当たりの伝送速度の向上とマルチパス干渉などの防止の両立が可能なデジタル変調方式である。
また、各搬送波に対応する被変調波の周波数成分が相互に重なり合って(インタリーブ)も支障なく、FDM(周波数分割多重)方式に比べ、はるかに多くの搬送波が同一帯域幅内に詰め込めるため、周波数利用効果率が最も大きい変調方式である。OFDM の隣り合う搬送波に対応する被変調波の周波数スペクトラムは、相互に重なる領域があり、ある搬送波の周波数においては、他の搬送波に対応する被変調波の振幅は零になっている。このため、任意の被変調波の振幅情報と位相情報は、他の被変調波の振幅情報や位相情報と識別できる。搬送波の数が増すに従って、周波数スペクトラムの形は、理想的な形に近づく。また、ロールオフ特性が限りなくゼロに近くなり、スペクトラムのエッジが急峻となる。搬送波の数がある閾値を越えると、単一搬送波のデジタル変調方式に比べ、OFDM の方が利用効率が高くなる。

PCM： Pulse Code Modulation。パルス符号変調。

PNコード： Pseudo Noiseコード。

SCPC： Single Channel Per Carrier。
音声やデータ等の情報信号を伝送する。各チャネルのそれぞれに一つのキャリアを割当てる方式。

TDD： Time Division Duplex。時分割複信。

TDM： Time Division Multiplex。時分割多重。

用語

フェージング： 無線通信で届く電波の強度が何らかの理由により変動すること。
無線局の移動や時間経過により、障害物や大気中の電離層による反射などが変化し、時間差をもって到達した電波の干渉に変化が発生することで起きる。

電波の分類

名称：超長波 (VLF: Very Low Frequency）
周波数：3kHz – 30kHz
波長：10km – 100km
用途：-

名称：長波 (LF: Low Frequency）
周波数：30kHz – 300kHz
波長：1km – 10km
用途：航空機用ビーコン

名称：中波 (MF: Medium Frequency）
周波数：300kHz – 3MHz
波長：100m – 1km
用途：ＡＭラジオ

名称：短波 (HF: High Frequency）
周波数：3MHz – 30MHz
波長：10m – 100m
用途：船舶通信、アマチュア無線

名称：超短波 (VHF: Very High Frequency）
周波数：30MHz – 300MHz
波長：1m – 10m
用途：FM放送

名称：極超短波 (UHF: Ultra High Frequency）
周波数：300MHz – 3GHz
波長：10cm – 1m
用途：携帯電話、地上デジタルＴＶ、空港監視レーダー、電子タグ、電子レンジ

名称：マイクロ波 (SHF: Super High Frequency）
周波数：3GHz – 30GHz
波長：1cm – 10cm
用途：衛星通信、衛星放送、無線ＬＡＮ、レーダー

名称：ミリメートル波 (EHF: Extra High Frequency）
周波数：30GHz – 300GHz
波長：1mm – 1cm
用途：簡易無線

名称：サブミリ波周波数：300GHz – 3THz
波長：0.1mm – 1mm
用途：電波天文

フィルタの種類

低域通過フィルタ (LPF: Low Pass Filter)
周波数\(f_c\)より低い周波数の信号を通過させ、周波数\(f_c\)より高い周波数の信号を通さないフィルタ。

高域通過フィルタ (HPF: High Pass Filter)
周波数\(f_c\)より高い周波数の信号を通過させ、周波数\(f_c\)より低い周波数の信号を通さないフィルタ。

帯域通過フィルタ (BPF: Band Pass Filter)
周波数\(f_1\)より高く周波数\(f_2\)より低い周波数の信号を通過させ、その帯域外の信号を通さないフィルタ。

帯域消去フィルタ (BEF: Band Elimination Filter)
周波数\(f_1\)より高く周波数\(f_2\)より低い周波数の信号を減衰させ、それ以外の周波数の信号を通すフィルタ。

パルス変調の種類

PAM (Pulse Amplitude Modulation: パルス振幅変調)
音声信号などの振幅に比例してパルスの高さを変化させる方式。

PPM (Pulse Position Modulation: パルス位置変調)
音声信号などの振幅に比例してパルスの位置を時間的に変化させる方式。

PWM (Pulse Width Modulation: パルス幅変調)
音声信号などの振幅に比例してパルスの幅を変化させる方式。

PCM (Pulse Coded Modulation: パルス符号変調)
音声信号などをデジタル変換し「0」と「1」の2値のパルスで伝送する方式。

デジタル変調方式の種類

ASK (Amplitude Shift Keying: 振幅シフト変調)
ベースバンド信号の「0」と「1」に応じて搬送波の振幅の値を切り換える方式。

FSK (Frequency Shift Keying: 周波数シフト変調)
ベースバンド信号の「0」と「1」に応じて搬送波の周波数\(f_c\)に対してある周波数だけ変化させる方式。

MSK (Minimum Shift Keying)
FSKの特別な状態で変調指数が0.5の場合をいう。

GMSK (Gaussian Filtered MSK)
MSKのサイドローブのレベルをガウスフィルタで低く抑えたもの。

PSK (Phase Shift Keying: 位相シフト変調)
ベースバンド信号の「0」と「1」に応じて搬送波の位相を切り換える方式。
「0」と「1」に応じて搬送波の位相が180°異なるBPSK (BinaryPSK)は、1シンボルで 1ビットの情報を伝送できる。
「0」と「1」に応じて搬送波の位相が90°異なるQPSK (QuadraturePSK)は、1回の変調で 2ビットの情報を伝送できる。
「0」と「1」に応じて搬送波の位相が45°異なる8PSKは、1回の変調で 3ビットの情報を伝送できる。

QAM (Quadrature Amplitude Modulation: 直交振幅変調)
ベースバンド信号の「0」と「1」の組み合わせに応じて搬送波の振幅と位相を変化させる方式。