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変調方式

pointこの用語のポイント

point変調のやり方だよ

pointどんな形で情報を波に乗せるか?だよ

point「何も伝えないことを表す波」のゆらゆら具合をどう変えるかだよ

point波の「大きさ(振幅)」「数(周波数)」「位置(位相)」のどれかを変えるよ

point波に乗せる情報にはアナログとデジタルがあるよ

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簡単に書くよ

変調方式とは

変調のやり方のこと。
もう少し具体的に書くと

電波などの波を使って情報を伝える際の「伝えたい情報をどのような形で波に乗せるか?」なやり方のこと
です。

image piyo

詳しく書くよ

順番に見ていきましょう。

まずは予備知識として「変調」について説明します。
変調について既に理解している方は、適当に読み飛ばしてください。

ある日のことです。
ピヨ太君はピヨ子さんに電波を使って情報を伝えることにしました。
電波でビビビーです。

変調方式

ちなみに電波はじーっと見ると、ゆらゆらしています。
電波は波なのです。

変調方式2

さて、ピヨ太君は伝えたい情報を波にして送ります。
やり方はいろいろあるのですが、ピヨ太君は「基準となる波を用意して、その変化で情報を伝える」やり方を選びました。

まず、事前にピヨ子さんとの間で「何も伝えないことを表す波」を取り決めておきます。
何も伝えないときは、一定の大きさで、一定のペースで、ゆらゆらさせておくのです。

変調方式3

ピヨ子さんに情報を伝えたいときは、この波のゆらゆら具合を変えます。
波の大きさを変えたり、ゆらゆらのスピードを変えたりですね。
具体的には、伝えたい情報を波に変換して、それを「何も伝えないことを表す波」と合体させます。

変調方式4

そして「何も伝えないことを表す波と、伝えたい情報を変換した波を、合体した波」をピヨ子さんに送るのです。

変調方式5

そうするとピヨ子さんは、いつもと違う波を受け取ることになります。
「何も伝えないことを表す波」である、一定の大きさ&ペースでゆらゆらしている波とはちょっと違う波です。

変調方式6

あとは簡単です。

ピヨ子さんは、やってきた波から「何も伝えないことを表す波」を取り除きます。
そうすると「ピヨ太君の伝えたい情報を変換した波」が残ります。
あとは「ピヨ太君の伝えたい情報を変換した波」からピヨ太君の伝えたい情報を復元すれば、ピヨ太君からピヨ子さんに情報が伝わる理屈です。

変調方式7

このお話において、ピヨ太君は、伝えたい情報を波に変換して、それを「何も伝えないことを表す波」と合体させました。
そうすることによって「何も伝えないことを表す波」のゆらゆら具合を変えましたよね。
このように、伝えたい情報を「何も伝えないことを表す波」に乗せる作業、つまり「何も伝えないことを表す波」のゆらゆら具合を変える作業が「変調」です。

変調方式8

さて、これで変調については、何となく理解できたでしょうか。

ここまでを踏まえて、変調のやり方が「変調方式」です。
言い換えると

情報をどのような形で波に乗せるか?

であり

「何も伝えないことを表す波」のゆらゆら具合をどのように変えるか?

です。

これで変調方式が何か分かりましたね。
はい、説明終わり!……としたいのは山々ですが、まだピンと来ない人も多いと思うので、もう少し具体的に見てみましょう。

まず、はじめに「何も伝えないことを表す波」があるとします。

変調方式9

波に情報を乗せる際には、この「何も伝えないことを表す波」の何かを変えます。

当たり前ですよね?

何も変えなければ、この波は「何も伝えない」のです。
何かを変えることによって、何かを伝えることができます。

それでは「何も伝えないことを表す波」の何を変えましょうか?

一般的に、波で変えることができるのは「大きさ(振幅)」「数(周波数)」「位置(位相)」の3つです。
よって、波に情報を乗せる際にも、この3つのどれかを変えます。

例えば、波の大きさを変えるとしましょう。
「何も伝えないことを表す波」の波の大きさが1だとしたら、それを2にしたり、3にしたり、あるいは0.5にします。
そうすることで、何らかの情報を伝えることが可能です。

変調方式10

あるいは、一定時間内の波の数を変えるとしましょう。
「何も伝えないことを表す波」が「ゆ~らゆ~ら」と揺れているとしたら、それを「ゆらゆらゆらゆら」と揺れるようにしたり、あるいは逆に「ゆ~~~ら、ゆ~~~ら」と揺れるように変化させることで、何らかの情報を伝えることが可能になります。

変調方式11

あるいは、波の位置を変えるとしましょう。

「波の位置を変える」と言われても、分かりづらいですかね。

例えば「何も伝えないことを表す波」が、一定のタイミングで上に上がって、下に下がって、元の位置に戻るとしましょう。
上に上がる、下に下がる、元の位置に戻る、そのリズムの繰り返しです。

このリズムを変えてやるのです。
例えば、下に下がる、上に上がる、元の位置に戻る、のリズムに変えてやります。

変調方式12

そうすると「何も伝えないことを表す波」とは、波の位置、揺れるリズムの異なる波ができあがります。
このリズムの違いを利用して、何らかの情報を伝えるのです。

繰り返しになりますが、もう一度まとめておきますね。

情報を波に乗せる際には「何も伝えないことを表す波」の何かを変えます。
これが変調です。
変えることができる何かは「大きさ」か「数」か「位置」のどれかです。
「大きさと数」のように複数の要素を変えることもできます。
「何も伝えないことを表す波」の「大きさ」か「数」か「位置」を変えることにより「何も伝えないことを表す波」のゆらゆら具合が変わり、その変わった部分によって情報を伝えることができます。

これで、波に情報を乗せるやり方は何となく分かったと思います。

次に、波に乗せる情報を見てみましょう。

説明が面倒くさくなってきたので大雑把に説明すると、波に乗せる情報は「アナログ」か「デジタル」のどちらかです。
アナログは「うにょ~んと連続的に変化していくもの」ね。
一方のデジタルは「カクカクと断続的に変化していくもの」です。

つまり、情報を波に乗せるやり方には、元の情報をアナログ信号として波に乗せるやり方と、デジタル信号として波に乗せるやり方があります。
ちなみに、元の情報をアナログ信号として波に乗せるやり方は「アナログ変調」、デジタル信号として波に乗せるやり方は「デジタル変調」と言いますよ。

しつこいようですが、ここまでをもう一度まとめておきます。

■波に乗せる情報
・アナログ
・デジタル

■波の何を変えて情報を伝えるか
・大きさ(振幅)
・数(周波数)
・位置(位相)


です。

さてさて、ここで考えてみてください。

波に乗せる情報は2種類、波の何を変えるかは3種類ありました。
ということは単純に組み合わせた場合、情報をどのような形で波に乗せるか?のやり方には

1.「アナログ」信号を波の「大きさ」を変えて表現するやり方
2.「アナログ」信号を波の「数」を変えて表現するやり方
3.「アナログ」信号を波の「位置」を変えて表現するやり方
4.「デジタル」信号を波の「大きさ」を変えて表現するやり方
5.「デジタル」信号を波の「数」を変えて表現するやり方
6.「デジタル」信号を波の「位置」を変えて表現するやり方


の6種類があると言えます。

このそれぞれのやり方には名前が付いていましてね。

1.「アナログ」-「大きさ」→「振幅変調
2.「アナログ」-「数」→「周波数変調
3.「アナログ」-「位置」→「位相変調
4.「デジタル」-「大きさ」→「振幅偏移変調
5.「デジタル」-「数」→「周波数偏移変調
6.「デジタル」-「位置」→「位相偏移変調


と言います。

これが基本です。
ただし、これ以外にもやり方はいろいろありますけどね。

ここまで長々と書きましたが、結局何が言いたいかというと

情報を波に乗せるやり方にはいろいろある

ということです。

この、いろいろあるやり方の総称が「変調方式」です。

image piyo2

一言でまとめるよ

まぁ「変調方式」って単語が出てきたら「情報をどのような形で波に乗せるか?のやり方なんだな~」と、お考えください。

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