ネットワーク技術用語集【QPSK】(「LAN技術研究室」付録)

スポンサードリンク




QPSK

デジタル変調変調方式には、いろいろあります。
搬送波キャリア)の振幅を変化させ、振幅にデジタル情報を乗せるASKAmplitude Shift Keying)や、搬送波周波数を変化させ、周波数にデジタル情報を乗せるFSKFrequency Shift Keying)があります。
これ以外には、搬送波位相を変化させ、位相に何らかの意味を持たせ、位相にデジタル情報を乗せる位相変調があります。
デジタル回路との相性が良い位相変調変調方式の一つにPSKPhase Shift Keying)があります。
搬送波位相を変化させるPSK変調には、搬送波の2つの位相の変化だけで2値(2つの情報)を表すBPSKBinary Phase Shift Keying)と、4つの位相の変化で4値(4つの情報)を2ビットで表せるQPSKQuadrature Phase Shift Keying)という方式があります。
QPSKは、日本語で直交位相変調と呼ばれます。
これだと、00、01、10、11の4つの値を送受信できるわけで、BPSKの情報量の2倍あります。
BPSKが、搬送波の2つの位相を変化させたのに対して、QPSKでは4つの位相を変化させる4相の変調を行っています。
BPSKは、0°と180°の2つの位相を用いるのに対して、QPSKは、+45°、−45°、+135°、及び、−135°の4つの位相を用います。
x方向(水平方向)はI軸(同相成分)、y方向(垂直方向)はQ軸(直交成分)として表現した図を位相と言います。
位相に変化がない0度ならば、xの値は振幅になり、yの値は0になるはずです。
この後、時計とは逆回りに位相を変化させてみましょう。
ここで、原点からの距離が振幅、I軸を回転させた分の角度が位相です。
位相を45°ずつ変化させながら回転させていきます。1回転します。
この時、I軸(同相成分)とQ軸(直交成分)の上には点を設けず、45°刻みの間の部分だけ点を置きます。
こうすると、円周上に4つの点がプロットされます。
このような位相図から星座が連想されることから、I軸(同相成分)とQ軸(直交成分)として信号を表したものをコンスタレーション(constellation)と言います。
これらの点をコンスタレーション・ポイントと言い、一つ一つの信号を表します。
これらのコンスタレーション・ポイントが、前述のQPSKにおける2ビットで構成された4つの値(00、01、10、11)になります。
位相で言うと、+45°、−45°、+135°、及び、−135°の4つの位相(4相)になります。
これらの位相角に前述の2進数の数値(00、01、10、11)を当てはめると以下のようになります。

+ 45°=00
− 45°=01
+135°=10
−135°=11

QPSK位相図として表すと以下のような図になります。

QPSKの位相図
(図1) QPSKの位相図

御覧のように上の図1を見ると、QPSKでは、4つのコンスタレーション・ポイントのそれぞれの間の位相差が90°あることがわかります。

これらのデジタル位相変調方式は、IEEE802.11gIEEE802.11aなどの無線LAN規格で使用されています。
通信速度の理論値が54MbpsのIEEE802.11gIEEE802.11aでは、OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexing)という伝送方式が使用されています。
OFDMでは、多数の搬送波をまとめて並列に送信し、送信前にそれぞれの搬送波を変調します。
無線LANの場合、変調する際、通信速度によっていろいろな方式が使用されます。
通信速度が54Mbpsと48Mbpsでは64QAM、36Mbpsと24Mbpsでは16QAM、18Mbpsと12MbpsではQPSK、最も遅い9Mbpsと6MbpsではBPSKが使用されます。
無線LAN以外には、デジタル放送や携帯電話にも使用されています。
QPSKは、CSデジタルのようなデジタル衛星放送地デジ地上デジタル)におけるキャリア変調方式の一つとして使用されています。



関連用語

OFDM
PSK
QAM
IEEE802.11g
IEEE802.11a
IEEE802.11n





無線LAN関連の本の一覧

IEEE802.11無線LAN書籍一覧



Google




ページトップ
ネットワーク技術用語集【Q】(「LAN技術研究室」付録)
ネットワーク技術用語集【五十音順マップ】(「LAN技術研究室」付録)
サイトマップ(LAN技術研究室の案内図)
LAN技術研究室のトップページ

© 2007 Toyozi Masuda All rights reserved.