とことこロゴス
デジタル変調方式
0と1のデジタルデータを、電波などの波（搬送波）の振幅、周波数、位相の変化に置き換えて送る方式。ASK、FSK、PSK、QAMなどがある。無線LANでは、これらで変調した多数の波を並べて送るOFDMが使われる。
イマシルちゃんの解説
スマホから文字や写真を送るときは、0と1のデータを電波で伝えられる形にする必要があるよ。
そのために使うデジタル変調方式は、データを運ぶ搬送波の変化で0と1を表す方式なんだ。
たとえば波の大きさを変える方法では、大きい波を1、小さい波を0と決めて送るよ。
この波の大きさを振幅というんだ。
波が1秒間に繰り返す回数を表す周波数を変える方法もあるよ。
波が周期のどの位置にあるかを表す位相を切り替えることもできるんだ。
受け取る側が同じ決まりで波の変化を読み取れば、元のデータを取り出せるんだよ。
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より深い解説
基本の3方式
| 方式 | 変えるもの | 内容 |
|---|---|---|
| ASK（振幅偏移変調） | 振幅（波の大きさ） | 雑音の影響を受けやすい |
| FSK（周波数偏移変調） | 周波数（波の細かさ） | 雑音に強いが、使う帯域が広い |
| PSK（位相偏移変調） | 位相（波のずれ） | 雑音に比較的強い |
1回で送れるビット数
1回の変調（1シンボル）で区別する状態の数を増やすと、一度に多くのビットを送れる。
| 方式 | 状態の数 | 1シンボルのビット数 |
|---|---|---|
| BPSK | 位相2通り | 1 |
| QPSK | 位相4通り | 2 |
| 16QAM | 振幅と位相の組合せ16通り | 4 |
| 64QAM | 64通り | 6 |
| 256QAM | 256通り | 8 |
| 1024QAM | 1024通り | 10 |
QAM（直交振幅変調）は、振幅と位相の両方を変える方式である。状態の数が多いほど速く送れるが、状態どうしの違いが小さくなるため、雑音に弱くなる。電波の状態がよいときは多値の方式、悪いときは少ない値の方式に切り替える（適応変調）。
変調方式と多重化方式
ASK、FSK、PSK、QAMは、1つの搬送波にデータを乗せる「変調」の方式である。これに対し、多数の搬送波（サブキャリア）を使って並列に送るOFDMは、多重化（または伝送）の方式で、各サブキャリアの変調にBPSKやQPSK、QAMを使う。
| 無線LANの規格 | 多重化・伝送方式 | サブキャリアの変調の最大 |
|---|---|---|
| IEEE 802.11b | DSSS、CCK | − |
| IEEE 802.11a/g | OFDM | 64QAM |
| IEEE 802.11n | OFDM | 64QAM |
| IEEE 802.11ac | OFDM | 256QAM |
| IEEE 802.11ax | OFDMA | 1024QAM |