一陸技デジタル変調・伝送の過去問・問題一覧

デジタル変調・伝送

「デジタル変調・伝送」は一陸技のデジタル変調・伝送に関する頻出論点です。これまでに30問の過去問が出題されています。関連問題を通じて理解を深めましょう。

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関連する過去問一覧（30問）

次の記述は、地上系デジタル放送波中継においてSFN(Single Frequency Network)を構成した場合の回り込みの影響について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、回り込み波を1波、回り込みの影響はサブキャリア毎に独立、回り込み波の主波に対する遅延時間はガードインターバル長より短く、eは自然対数の底とする。(1)送受で同一の周波数を用いるSFNでは、中継局の送信アンテナから放射された電波の一部が受信アンテナに回り込むフィードバックループが形成されると、中継器を発振させたり伝送特性を大きく劣化させたりする恐れがある。(2)図に示す放送波中継SFNの回り込みモデルにおいて、親局からの主波Si(t)の周波数fにおける複素表示をej2πft、合成波をSo(t)、回り込み特性をF、合成波に対する単一の回り込み波の振幅比をr、遅延時間差をtd、位相差をθとし、So(t)＝Si(t)+FSo(t)、F＝rej(θ-2πftd)が成り立つとすると、So(t)＝[A]ej2πftとなる。(3)したがって、合成波の周波数特性A(f)はA(f)＝Bとなり、Cの周期で振幅リプルが生じ、等価CNRの劣化やループ発振の可能性もある。そのため、低サイドローブの受信アンテナによる回り込み波の低減や回り込みキャンセラ等により、回り込みD/Uを改善する必要がある。2026年7月無線工学A
次の記述は、周波数変調(FM)通信に用いられるエンファシスの原理について述べたものである。内に入れるべき字句を下の番号から選べ(ア〜オ、それぞれ一つ)。ただし、プレエンファシス回路及びディエンファシス回路の時定数をτ〔s〕、入力信号の角周波数をω〔rad/s〕とする。なお、同じ記号の内には、同じ字句が入るものとする。(1)エンファシスとは、送信機で周波数変調する前の変調信号のアを強調(プレエンファシス)し、受信機で復調した後にプレエンファシスの逆の特性でアを低減(ディエンファシス)することである。(2)例えば図に示すプレエンファシス回路において、τ＝CR1、入力電圧をe1とすると、出力電圧e2は、次式で表される。e2＝e1R2(1+jωτ)/イ(3)ω＝0のときのe2をe20とすると、電圧比e2/e20は、周波数特性Fp(ω)として次式で表せる。Fp(ω)＝e2/e20＝(1+jωτ)/ウ・・・①(4)ここで、{ωτR2/(R1+R2)}≪1ならば、①式の大きさは次式で表せる。|Fp(ω)|＝エ・・・②(5)②式は、プレエンファシス回路の周波数特性を表し、それと逆の周波数特性のディエンファシス回路と合わせた総合の周波数特性は平坦となり、FM通信において変調信号の周波数全域にわたって信号対雑音比(S/N)を一様に保つことができる。ディエンファシス回路は、一種の積分回路であり、その周波数特性Fd(ω)の大きさは次式で表せる。|Fd(ω)|＝オ2026年7月無線工学A
図に示す一般的な信号点配置のBPSK信号及び64QAM信号を、それぞれ同一の伝送路を通して受信したとき、それぞれの信号点間距離dとd'を等しくするために必要な64QAM信号の送信電力(平均電力)の値として、正しいものを選べ。ただし、BPSK信号の送信電力(平均電力)をP〔W〕とする。また、BPSK信号及び64QAM信号それぞれの各信号点は、等確率で発生するものとする。2026年7月無線工学A
次の記述は、図に示す位相同期ループ(PLL)検波器の原理的な構成例において、周波数変調(FM)波の復調について述べたものである。内に入れるべき字句を下の番号から選べ(ア〜オ、それぞれ一つ)。なお、同じ記号の内には、同じ字句が入るものとする。(1)位相比較器の出力は、アを通して、周波数変調波eFM及び電圧制御発振器(VCO)の出力eVCOとのイ差に比例したウなる。(2)eFMの周波数がPLLの周波数引込み範囲(キャプチャレンジ)内のとき、アの出力eFは、eFMとeVCOのイが一致するように、VCOを制御する。eFMが無変調で、eFMとeVCOのイが一致してPLLが同期(ロック)すると、eFの電圧は、エになる。(3)eFMの周波数が同期保持範囲(ロックレンジ)内において変化すると、eFの電圧は、eFMの周波数偏移にオして変化するので、低周波増幅器を通して復調出力を得ることができる。2026年7月無線工学A
図(a)及び(b)に示す二つの回路の出力の信号対雑音比(S/N)が等しいとき、それぞれの入力信号レベルをS1〔dB〕及びS2〔dB〕とすれば、S2-S1の値として、最も近いものを選べ。ただし、各増幅器の入出力端は整合しており、両回路の入力雑音は、熱雑音のみとする。また、「増幅器A」の雑音指数FAと利得GAをそれぞれ2〔dB〕及び10〔dB〕、「増幅器B」の雑音指数FBを7〔dB〕とし、log10 2＝0.3とする。なお、図(a)の回路と図(b)の回路の帯域幅は、同一とする。2026年7月無線工学A
図に示す16QAM変調器の原理的な構成例に関する次の記述のうち、誤っているものを選べ。2026年7月無線工学A
次の記述は、一つのデジタル通信路における理論的な伝送容量の限界(シャノンの限界)について述べたものである。内に入れるべき字句を下の番号から選べ(ア〜オ、それぞれ一つ)。なお、同じ記号の内には、同じ字句が入るものとする。(1)搬送波電力をC〔W〕、雑音電力をN〔W〕、伝送帯域幅をB〔Hz〕及び伝送容量をR〔bit/s〕とすると、加法的白色ガウス雑音条件において信頼性のある通信として任意に小さい誤り率で伝送できる伝送容量の上限は次式で表せる。R＝B×log2{1+(C/N)}・・・①(2)また、受信1〔bit〕あたりのエネルギーをEb〔J/bit〕、1〔Hz〕当たりの雑音電力密度をN0〔W/Hz〕とすると、変調方式の加法的白色ガウス雑音に対する強さは、すべて受信機のEb/N0で決まる。(3)シンボル長をT〔s〕及び1シンボル当たりのビット数をn〔bit〕とすると、Tの期間におけるエネルギーはアと表せる。また、NとN0の関係はN＝イ、CとEbの関係はC＝ウであり、n/Tは1秒あたり伝送できるビット数(伝送容量)を表していることからC/Nは次式で表せる。C/N＝エ・・・②(4)②式を①式に代入して整理すると、R/Bの上限は次式で表せる。なお、R/Bは、周波数利用効率であり、単位は〔bit/s/Hz〕である。R/B＝log2{1+エ}・・・③(5)Bを増大していくと、Bに比例して雑音電力Nも増大するため、③式から、Bを大きくした極限、すなわち(R/B)→0において、Eb/N0≒オ〔dB〕となる。よって、伝送可能な情報量は有限であり、理論的にEb/N0が最低でもオ〔dB〕を超えていなければ、信頼性のある通信はできない。2026年7月無線工学A
単一通信路における周波数変調(FM)波のS/N改善係数I〔dB〕の値として、最も近いものを選べ。ただし、最大周波数偏移をfd〔Hz〕、等価雑音帯域幅をB〔Hz〕、最高変調周波数をfpとすると、I〔dB〕は、I＝10log10{3fd2B/(2fp3)}で表せるものとし、変調指数(真数)を3、Bを20〔kHz〕、fpを3〔kHz〕とする。また、log10 3＝0.5とする。2026年7月無線工学A
次の記述は、OFDM(直交周波数分割多重)信号を正しく受信するために必要な同期の原理について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。(1)OFDM信号の受信に必要な同期処理としては、送信側のシンボルの区切りと同じタイミングを検出するためのシンボルに対する同期、送信側で送られた搬送波と同一周波数にするための搬送波周波数に対する同期及びAサンプリング周波数に対する同期がそれぞれ必要である。(2)シンボルに対する同期は、シンボルの前後にある同じ情報を利用してとることができる。具体的な方法としては、受信したOFDM信号と、それを1有効シンボル期間長分遅延させた信号との積をとり積分すれば、遅延させた信号のシンボルのガードインターバル期間のみは、受信したOFDM信号のシンボルの後半の一部分と相関がBため出力が現れる。この相関値を演算し、ピークを求めることによってシンボルの区切りを検出できる。(3)搬送波周波数に対する同期及びサンプリング周波数に対する同期は、(2)と同様にガードインターバル期間の相関を利用し、搬送波周波数及びサンプリング周波数の誤差によって生じる信号間のCの差を利用してとることができる。2026年7月無線工学A
次の記述は、図に示すクワドラチャ検波器の原理的な構成例について述べたものである。このうち誤っているものを選べ。ただし、入力の周波数変調波をė1、移相器の出力をė2、乗算器の出力をe0とし、移相器は理想的に動作するものとする。2026年7月無線工学A
次の記述は、フェージング対策等に利用されるダイバーシティの原理について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。(1)フェージング伝送路では、受信レベル低下によるC/N劣化(熱雑音誤り)、ランダムFM雑音による位相変動、周波数選択性フェージングによる波形ひずみ等により伝送誤りが発生するが、このうちフェージングの周期が短く速い変動の場合に影響の大きいAは受信レベルを大きくしてもビット誤り率をある値以下に軽減することが困難な現象である。(2)これらの対策として、互いに相関が少ない複数のブランチ信号を合成・選択することにより受信特性を改善するダイバーシティの方式には選択合成、等利得合成、最大比合成があり、このうちBは各ブランチ信号をS/N等に応じて重みづけ後、同相加算するもので、合成後のS/Nを最大にすることが可能になり、原理上最も良い特性を得ることができる。(3)CDMAにおいて、逆拡散を行う相関器出力を用いて分離した遅延時間の異なる複数の信号を同相化し、重みづけ加算することで受信特性を改善するRAKE受信は、Cダイバーシティの一種である。2026年7月無線工学A
デジタル変調波の無ひずみ伝送において、伝送可能なデジタル信号の最大の伝送速度(ビットレート)として正しいものを選べ。ただし、無ひずみ伝送に必要な周波数帯域幅を6〔MHz〕、変調方式を64QAM及び帯域制限に用いるロールオフフィルタの帯域制限の傾斜の程度を示す係数(ロールオフ率)αを0.2とする。また、ロールオフフィルタへの入力信号は、伝送するデジタル信号を直並列変換した3〔bit〕のI及びQ信号をそれぞれD-A変換した8値の信号であり、デジタル変調波は、ロールオフフィルタの出力信号で搬送波を直交変調することによって得られるものである。2026年7月無線工学A
OFDM(直交周波数分割多重)において原理的に伝送可能な情報の伝送速度(ビットレート)の最大値として、正しいものを選べ。ただし、情報を伝送するサブキャリアの個数を50個、変調方式を64QAM及び有効シンボル期間長を4〔μs〕とし、ガードインターバル比を1/4及び情報の誤り訂正の符号化率を1/2とする。2026年7月無線工学A
図に示す信号点配置の16QAM信号のシンボル誤り率SER16QAMが、搬送周波数帯における信号対雑音電力比CNR及び誤差補関数erfcを用いた式として、SER16QAM＝(3/2)erfc(√(CNR/10))で表せるとき、1ビット当たりの信号電力と1〔Hz〕当たりの雑音電力の比Eb/N0を用いたビット誤り率BER16QAMを表す近似式として、正しいものを選べ。ただし、ビットの割り当て(マッピング)をグレイコード配置とし、検波方式は、同期検波とする。2026年7月無線工学A
次の記述は、図に示す原理的構成例のフラクショナルN型PLL周波数シンセサイザの動作原理について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、Nは正の整数とし、TNはN分周する期間を、TN+1は(N+1)分周する期間とする。なお、同じ記号の内には、同じ字句が入るものとする。(1)このPLL周波数シンセサイザは、基準周波数(位相比較周波数)fref〔Hz〕よりも細かい周波数分解能(周波数ステップ)を得ることができる。また、周期的に二つの整数値の分周比を切り替えることで、非整数による分周比を実現しており、平均のVCOの周波数fO〔Hz〕は、fO＝(N+A)fref〔Hz〕で表される。ここでAは、フラクションと呼ぶ。(2)例えば、fref＝10〔MHz〕、N＝5及びフラクションの設定値を4/10としたとき、連続したクロック10サイクル中における分周器の動作は、分周比1/5が合計Bサイクル分、分周比1/6が合計Cサイクル分となるように制御され、見かけ上、非整数による分周比となる。また、このときのfOは、54〔MHz〕であり、分数表示のフラクションの分子を1ステップずつ変化させると、fOは1〔MHz〕ステップずつ変化する。2026年7月無線工学A
次の記述は、スペクトルアナライザを用いたAM(A3E)送信機の変調度測定の一例について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを選べ。ただし、搬送波振幅をA〔V〕、搬送波周波数をfc〔Hz〕、変調信号周波数をfm〔Hz〕、変調度をma×100〔%〕及びlog10 2＝0.3とする。(1)正弦波の変調信号で振幅変調された電波の周波数スペクトルは、原理的に図1に示すように周波数軸上に搬送波と上側帯波及び下側帯波の周波数成分となる。この振幅変調された電波EAM〔V〕は、次式で示される。EAM＝Acos(2πfct)+(maA/2)cos{2π(fc+fm)t}+(maA/2)cos{2π(fc-fm)t}〔V〕(2)上下側帯波の振幅maA/2〔V〕をS〔V〕とするとmaは、ma＝Aで示される。(3)よって、例えば、図2の測定例の画面上の搬送波と上下側帯波の振幅の差が、12〔dB〕の時の変調度は、B〔%〕となる。2026年7月無線工学A
最大周波数偏移が入力信号のレベルに比例するFM(F3E)変調器に400〔Hz〕の正弦波を変調信号として入力し、その出力をスペクトルアナライザで観測した。変調信号の振幅を零から徐々に大きくしたところ、1〔V〕で搬送波の振幅が零となった。図に示す第1種ベッセル関数のグラフを用いて、最大周波数偏移が1,920〔Hz〕となるときの変調信号の振幅の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、mfは変調指数とする。2026年1月無線工学A
次の記述は、我が国の地上系デジタル放送の標準方式(ISDB-T)に用いられているインターリーブについて述べたものである。このうち誤っているものを下の番号から選べ。2026年1月無線工学A
次の記述は、OFDM信号を正しく受信するために必要な同期の原理について述べたものである。内に入れるべき字句を下の番号から選べ。(1)OFDM信号の受信に必要な同期処理としては、送信側のシンボルの区切りと同じタイミングを検出するためのシンボルに対する同期、送信側で送られた搬送波と同一周波数にするための搬送波周波数に対する同期及びアフーリエ変換処理に必要な標本を生成するためのサンプリング周波数に対する同期がそれぞれ必要である。(2)シンボルに対する同期は、シンボルの前後にある同じ情報を利用してとることができる。具体的な方法としては、受信したOFDM信号と、それをイ有効シンボル期間長分遅延させた信号との積をとりウすれば、遅延させた信号のシンボルのガードインターバル期間のみは、受信したOFDM信号のシンボルの後半の一部分と相関がエため出力が現れる。この相関値を演算し、ピークを求めることによってシンボルの区切りを検出できる。(3)搬送波周波数に対する同期及びサンプリング周波数に対する同期は、(2)と同様にガードインターバル期間の相関を利用し、搬送波周波数及びサンプリング周波数の誤差によって生じる信号間のオの差を利用してとることができる。2026年1月無線工学A
搬送波の位相を変調信号に比例して変調する位相変調(PM:Phase Modulation)において、位相変調波の最大の周波数帯域幅Bwの大きさの値として最も近いものを下の番号から選べ。ただし、変調信号を100〔kHz〕、位相変調指数を0.4〔rad〕及び位相変調指数の誤差を±20〔%〕として求めるものとする。また、変調信号を周波数fm〔Hz〕の正弦波、位相変調(PM)波の最大周波数偏移をFd〔Hz〕とすると、Bwは、Bw≒2(fm+Fd)〔Hz〕で求められるものとする。2026年1月無線工学A
次の記述は、図に示すBPSK信号及び16QAM信号の信号点間距離等について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、ピーク電力とは搬送波周波数帯における変調信号のピーク電力の事であり、負荷抵抗を1〔Ω〕、log10 2＝0.3、log10 3＝0.5とする。(1)図1に示すBPSK信号の信号点間距離がaのとき、BPSK信号のピーク電力は、aを用いてAで表せる。(2)図2に示す16QAM信号の信号点間距離がbのとき、16QAM信号のピーク電力は、bを用いてBで表せる。(3)妨害に対する余裕度を一定にするため、図2のbを図1のaと等しくしたときの16QAM信号のピーク電力は、BPSK信号のピーク電力より、約C〔dB〕高くなる。2026年1月無線工学A
次の記述は、図に示す直交周波数分割多重(OFDM)方式の復調プロセスの基本的な原理を述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、各演算器の出力式の係数は無視するものとし、eは自然対数の底とする。なお、同じ記号の内には、同じ字句が入るものとする。2026年1月無線工学A
次の記述は、振幅変調(A3E)波について述べたものである。内に入れるべき字句を下の番号から選べ。ただし、搬送波をAcosωt〔V〕、単一正弦波の変調信号をBcospt〔V〕とし、Aは搬送波、Bは変調信号の振幅〔V〕を、ωは搬送波、pは変調信号の角周波数〔rad/s〕を表すものとし、A≧Bとする。(1)A3E波eは、次式で表される。e=ア〔V〕(2)変調度mは、次式で表される。m=イ×100〔%〕(3)変調をかけたときとかけないときとで、搬送波の電力はウ。(4)変調度が50〔%〕のとき、A3E波の上側帯波と下側帯波のそれぞれの電力の値は、搬送波電力の値のエである。(5)変調度が100〔%〕のとき、A3E波の尖頭(ピーク)電力の値は、無変調時の搬送波電力の値のオ倍である。2026年1月無線工学A
図に示す通信回線において、受信機の入力に換算したC/Nが65〔dB〕のときの送信機の送信電力P〔dBm〕の値として、最も近いものを下の番号から選べ。ただし、送信及び受信アンテナの絶対利得を共に40〔dBi〕、送信及び受信給電線の損失を共に4〔dB〕、両アンテナ間の伝搬路の損失を140〔dB〕とする。また、ボルツマン定数kを-228.6〔dB(W/Hz/K)〕及び受信機の雑音指数を4〔dB〕、周囲温度Tを24.6〔dB(K)〕及び等価雑音帯域幅を10〔MHz〕とし、log10 2＝0.3とする。2026年1月無線工学A
次の記述は、図1に示す逆変調形搬送波再生回路を用いたQPSK同期検波回路の原理的構成の一例について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、各演算器の出力式の係数及び回路内の遅延は無視するものとし、PLLは入出力の位相差が0〔rad〕となるよう位相ロックするものとする。2026年1月無線工学A
次の記述は、AM(A3E)スーパヘテロダイン受信機において生じることのある、相互変調及び混変調について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。(1)受信機に周波数がf1〔Hz〕及びf2〔Hz〕の通過帯域外にある強力な妨害波が混入したとき、回路の非直線性によって妨害波同士の変調積として生じる周波数成分のうち、2f1-f2〔Hz〕及び2f2-f1〔Hz〕はAの相互変調積である。(2)混変調は、希望波を受信している受信機に通過帯域外にある強力な妨害波が混入したとき、回路の非直線性によって生じた変調積により、妨害波の変調信号成分で希望波の搬送波がBを受ける現象である。(3)希望波の搬送波の周波数がfd〔Hz〕、妨害波の搬送波の周波数がfu〔Hz〕、妨害波の変調信号の周波数がfm〔Hz〕及び妨害波の側波帯成分の周波数がfu+fm〔Hz〕のとき、周波数成分C〔Hz〕の3次の混変調積が生じる。2026年1月無線工学A
次の記述は、デジタル無線方式に用いられるフェージング補償(対策)技術の一般的な特徴について述べたものである。このうち誤っているものを下の番号から選べ。2026年1月無線工学A
次の記述は、デジタル信号処理等で用いられる移動平均フィルタの特性等について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、nは整数、ωを正規化角周波数、2cos(ω)=ejω+e-jωとする。2026年1月無線工学A
次の記述は、図に示す矩形波パルス列とその振幅スペクトルについて述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、矩形波パルスのパルス幅をTP〔s〕、振幅をE〔V〕、繰返し周期をT〔s〕とする。(1)矩形波パルス列の直流成分はETP/T〔V〕であり、基本周波数f0=1/Tの整数倍の周波数成分をもつ振幅スペクトルの包絡線G(f)は、周波数をf〔Hz〕として、G(f)=(2ETP/T)×A〔V〕で表せる。(2)G(f)の大きさが最初に零(ヌル点)になる周波数fzが5f0〔Hz〕のとき、Tの値はB〔s〕である。(3)TPが同一でTの値を小さくしていくと振幅スペクトルの周波数間隔はCなっていく。2026年1月無線工学A
次の記述は、デジタル通信における標本化に関連する誤差について述べたものである。内に入れるべき字句の正しい組合せを下の番号から選べ。ただし、標本化回路の入力信号の最高周波数をf0+Δf〔Hz〕、標本化周波数をfS〔Hz〕とする。2026年1月無線工学A