PSK 位相変調(BPSK/QPSK/8-PSK)
搬送波の位相だけにビットを載せる変調方式。星座図と時間波形で s(t)=cos(2πf·t + φ) を体感します。
変調方式
送るビット列(クリックで反転)
20.0 dB
2 周期
1シンボルあたり
—
星座点の数 M
—
隣接位相間隔 Δφ
—
現在シンボル → 位相
—
星座図(I-Q 平面・受信点はノイズで散乱)
変調波形 s(t)(シンボル境界で位相がジャンプ)
PSK(位相偏移変調)は、搬送波
M 個の位相 φ = 2π·k/M(k = 0,1,…,M−1)を使い、1シンボルで log₂M ビットを送れます。 BPSK は M=2(1ビット)、QPSK は M=4(2ビット)、8-PSK は M=8(3ビット)。
方式を切り替えると星座点の数と配置が変わり、ビット列を打つと対応する位相の波形が描かれます。 SNR を下げると受信点が散らばり、隣の点と混ざって誤りやすくなる様子が見えます。
cos(2πf·t) の位相 φ だけを切り替えて情報を運ぶ方式です。M 個の位相 φ = 2π·k/M(k = 0,1,…,M−1)を使い、1シンボルで log₂M ビットを送れます。 BPSK は M=2(1ビット)、QPSK は M=4(2ビット)、8-PSK は M=8(3ビット)。
方式を切り替えると星座点の数と配置が変わり、ビット列を打つと対応する位相の波形が描かれます。 SNR を下げると受信点が散らばり、隣の点と混ざって誤りやすくなる様子が見えます。
いま何が起きている?
ここがポイント
- 振幅は一定、位相だけが変わる ── 星座点はすべて半径一定の円周上に等間隔に並ぶ。
- M を増やすと 1 シンボルで log₂M ビット送れる ── 8-PSK は QPSK の 1.5 倍、BPSK の 3 倍の効率。
- M が増えるほど点の間隔 Δφ=360°/M が狭まる ── 同じノイズでも誤りやすく、より高い SNR が必要。
- SNR を下げると受信点が散乱 ── 判定境界を越えるとビット誤り(シンボル誤り)が起きる。