DVB-S 使用 QPSK の理由#
モジュレーション方式を選択する目的は、信号の特性と伝送チャネルを一致させ、受信側が信号をできるだけ歪まずに受信できるようにすることです。
DVB-S の衛星通信チャネルは、帯域制限のある非線形の恒定パラメータチャネルであり、モジュレーション方式には以下の要件があります：
- 衛星チャネルの非線形性と AM/PM 効果により、変調波の包絡線は等振幅である必要があります。
- 衛星チャネルの帯域制限特性により、モジュレーション方式は RF 帯域をできるだけ狭く占有し、効率的に利用する必要があります。
- デジタル通信システムでは、$\frac {E_b}{n_0}$ が同じ条件下で、誤り率が低いモジュレーション技術を使用することが求められます。これにより、抗干渉能力が高く、衛星トランスポンダの電力を節約することができます。
以上の理由から、PSK は ASK や FSK よりも帯域利用率と抗干渉性に優れており、さらなる帯域利用率の向上のために、BPSK から QPSK に進化しました。
DVB-S システムでは、伝統的な絶対マッピンググレーコード QPSK モジュレーションが使用されています。
QPSK モジュレーションの原理#
位相変調は、デジタル基帯信号によってキャリア振動の位相を制御してデジタル情報を伝送する方法です。4 位相変調は 4 進数の位相変調であり、2 つの 2 進数ビットが 1 つの 4 進数、2 ビットの符号になります。つまり、00、01、10、11 の 4 つの 2 ビットの符号があり、キャリアの 4 つの異なる位相がそれぞれの 2 ビットの符号に対応します。一般的には、4 つの位相は等間隔であり、これにより平均誤り率が最小限に抑えられます。
DVB-S では、QPSK は絶対位相変調法を使用しており、ブロック図は以下のようになります：
QPSK デモジュレーションの原理#
QPSK デモジュレーションは、== キャリア同期とビット同期 == のプロセスです。
キャリア同期の目的は、受信側で送信側と同じ周波数と位相のキャリア信号を回復し、受信側でのデモジュレーションを実現することです。ビット同期は、受信側で送信ビットレートと同じビット同期クロック信号を回復し、各データビットが 1 回だけサンプリングされ、その位置が最適なサンプリングポイントであることを確保するためのものです。同期プロセスの前に、マッチングフィルタを追加して符号間干渉を除去し、同期プロセスに入る信号を最高の信号対雑音比の状態にします。
[[QPSK モジュレーション＆デモジュレーション]]