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通信工学 インタラクティブ可視化

サンプリング・変調・誤り訂正・多重化など、通信工学の核心概念を波形や星座図で体感する POC 集。

信号処理の基礎

信号処理

サンプリング定理とエイリアシング

サンプリング周波数が足りないと波形が別物に化ける現象。

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通信

PCM と量子化雑音

量子化ビット数(2〜16bit)と入力振幅のスライダーを動かすと

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通信

ライン符号(NRZ/マンチェスタ符号)

ビット列を入力し符号方式を切替えると

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変調と復調

通信

AM/FM 変調と復調

変調方式(AM/FM)切替・変調度(信号振幅)・搬送波周波数・信号周波数のスライダー…

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通信

PSK 位相変調(BPSK/QPSK/8-PSK)

変調方式(BPSK/QPSK/8-PSK)を切替えると星座点の数と配置が変わり

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デジタル変調

QAM 星座図とノイズ

SNR を下げると星座点が散乱し記号誤りが増える様子。

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通信

アイパターン(アイダイアグラム)

SNR・帯域制限(符号間干渉)・タイミングずれのスライダーを動かすと

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通信

SNR と BER(ビット誤り率)

変調方式(BPSK/QPSK/16QAM等)を切替え

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誤り制御

誤り訂正

ハミング符号 (7,4)

3 円のベン図で、1 ビット化けた箇所を特定して訂正。

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通信

CRC(巡回冗長検査)

送信ビット列と生成多項式を選ぶと

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多元接続・多重化・伝搬

通信

シャノンの通信路容量

帯域幅とSNR(dB)のスライダーを動かすと

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通信

アンテナ指向性パターン

アンテナ種別と素子長/本数のスライダーを動かすと

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通信

自由空間伝搬損失

送信電力・周波数・距離のスライダーを動かすと

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通信

CDMA 拡散符号と信号の分離

2〜3ユーザーのビットと拡散符号(ウォルシュ符号)を選ぶと

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通信

マルチパスとフェージング

反射波の経路差(遅延)・反射係数・受信位置のスライダーを動かすと

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多重化

OFDM サブキャリア

直交する多数のサブキャリアを 1 本の合成波に重ねて送る。

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