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882 携帯電話の通信方式の「BPSKとか64QAMとか」をサルでもわかるように説明してみる

簡単な解説記事を書いてみます。

「BPSK」とか「QPSK」とか「64QAM」とか、なんかそんな事が書いてありますけど、あれって何?
という疑問があっちこっちであるらしいので、ごく簡単にとても最小限に説明してみたいと思います。


◆BPSKとか64QAMとかって何?

難しい事を言い出すと変調がどうの位相がどうのという話になりますが、そういう技術的話は無しで要点だけ理解できる説明を発明?しましたので、それにて行ってみたいと思います。

つまり、通信するんですから、電波にデジタルな情報を乗っけて通信するわけです。
そうですよね?

で、BPSKとか64QAMというのは、
一つの周波数の波に、あるいは一つの電波に、どれだけの情報を運ばせますか?という話であります。

BPSKは「二通り」の情報を乗っけます。
つまり電波が飛んできたら、「A」が送られてきたのか、「B」が送られてきたのかどちらかに違いない、と思い込んで信号に戻します。
つまり、一ビットの情報(二通りですから)を転送します。

QPSKは「四通り」の情報を乗っけます。
同じように電波が飛んできたら、「AかBかCかDのどれか」という感じで判断します。
四通りですから二ビットの情報を転送します。
ウィルコムの32Kのものや、ドコモのmovaなどはこの方式を使っています。

BPSKよりも沢山情報が伝えられていい事尽くめに見えるかもしれませんが、そうではありません。
実際の通信ではノイズが乗ります。ので、受信する側ではノイズが乗って歪んでしまった信号から「本当は何を送るつもりだったんだろう」と推測する必要があります。
BPSKでは二通りしかありませんから、ノイズが乗っても間違いにくくエラーに強いが一ビットの情報しか送れず、QPSKはノイズで間違える可能性が増える代わりに二ビットの情報を送れます。

8PSKでは、八通りに増やします。
3ビットの情報を送れるようになります。ただし、ノイズで間違えてしまう可能性が上がるために、ノイズに弱くなります。

16QAMでは16通りで4ビット。
32QAMでは32通りで5ビット。
64QAMでは64通りで6ビットの情報を一度に送信します。

ビットにきちんと割り切れる場合ばかりではなく、「24QAM」のような変調方式もあります。


◆何でどのように使われているか?

PHSやPDC(ドコモやボーダフォンの第二世代)ではQPSKが使われています。

ウィルコムは、QPSKに加えてBPSKと8PSKを使うようにしました。
ここまでの説明でわかるとおり、BPSKはよりノイズに強くなり、8PSKはノイズに弱くなる代わりに1,5倍の情報を送れるようになります。
(ウィルコムは8PSK導入と同時に他の最適化も行ったため、実際には1.5倍以上の高速化になっている)

旧来のPHSではQPSKだけでの通信でしたが、電波の状態に応じて変調方式を動的に切り替えて通信するようになりました。
ウィルコムは今後64QAMまでの変調方式を導入することになっています。ちなみに64QAMは8PSKの倍の情報を送る事が出来ますので、1xあたり100kbpsを超える事になります。

iBurstでは、基地局から端末への通信が最大24QAM、端末からの通信が最大16QAMとなっています。

ちなみにかなり電波状態が良くなければ64QAMでの通信は出来ないので、スペック上の数値はすごいけど実際に使ったら大して速度が出ない、の原因になるのも64QAMです。ご注意あれ。

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