電話 (電波型式)

電話における電波の変調方式と帯域幅

電話の基本

電話は、音声を電気信号に変換し、電波に乗せて伝送する通信技術です。この際、電波は音声や音楽といった音響信号によって変調されます。ただし、モデムで変換したデジタルデータやファクシミリ信号を送信する場合は、電波法上、それぞれの電波型式として扱われます。

ナローバンド（狭帯域）

ナローバンドは、0.3～3.1kHzまたは3.4kHzの音響信号を伝送する方式です。主に会話のための音声伝送に用いられ、移動体通信、電話網の多重伝送、業務無線などで活用されています。近年では、無線局の増加や多チャンネル化に対応するため、周波数帯域幅の縮小やデジタル変調化が進んでいます。

振幅変調（AM）

振幅変調（AM）は、電波の振幅を変化させて情報を伝送する方式です。占有周波数帯域が狭いため、低い周波数帯で利用されています。特に航空無線では、欧州を中心に25kHzから8.33kHzへの狭帯域化が進められています。

周波数変調（FM）

周波数変調（FM）は、電波の周波数を変化させて情報を伝送する方式で、超短波や極超[[短波]]帯で、アマチュア無線、業務無線、コードレス電話などで用いられています。狭帯域化は「ナロー化」と呼ばれることがあります。ナロー化とワイドシステムが混在する移行期には、送信のみナロー、受信はワイドという無線機が使われることもあり、これは「擬似ナロー」と呼ばれます。かつてのアナログ携帯[[電話]]（大容量方式）のチャネルステップは6.25kHzでしたが、これは12.5kHzの仕様のままチャネルステップのみを変更したもので、「インターリーブ」と呼ばれ、ナロー化とは区別されます。

日本におけるチャネル間隔縮小の歴史

日本では、無線通信の効率化のために、チャネル間隔の縮小が段階的に進められてきました。

60MHz帯: 1967年に30kHzから15kHzへ
150MHz帯: 1967年に40kHzから20kHzへ
400MHz帯: 1969年に50kHzから25kHzへ、1982年に25kHzから12.5kHzへ
800MHz帯: 1987年に25kHzから12.5kHzへ（6.25kHzインターリーブ）

デジタル変調

デジタル変調は、超短波や極超[[短波]]帯で、携帯[[電話]]、PHS、衛星[[電話]]などの移動体通信や業務無線に用いられています。秘話性の向上やデータ通信の高速化が可能です。2002年頃からは、12.5kHzの次のナロー化として、6.25kHzのデジタル方式（ARIB STD-T61）が導入されています。

ワイドバンド（広帯域）

ワイドバンドは、音楽放送などの広帯域音響信号を伝送できる方式です。AMラジオ放送では0.3～7kHz、FMラジオ放送では0.05～15kHzの帯域が伝送可能です。デジタル放送では、さらに広帯域の信号も扱えます。

狭帯域専用の受信機では、広帯域AMの低域部分を受信できますが、狭帯域FM専用の受信機で広帯域FMを受信すると、音声の歪みが大きくなり実用的ではありません。これは、広帯域FMでは周波数偏移が非常に大きいため、IFフィルタやディスクリミネータが飽和してしまうからです。ただし、最大周波数偏移を狭帯域FMと同等にすれば、問題なく受信可能です。

日本では、FM補完中継局に対応する受信機を「ワイドFM受信機」と呼ぶことがありますが、この「ワイド」は、従来の超短波放送（76MHzから90MHz）に対する拡張を意味し、本稿の「ワイドバンド」とは異なります。

まとめ

電話における電波の変調方式は、用途や伝送する情報に応じて多様な方式が用いられています。周波数帯域の狭帯域化は、電波の有効利用のために重要な取り組みであり、デジタル変調の導入によって、より効率的で高品質な通信が可能になっています。

関連情報

無線[[電話]]: 無線通信を利用した電話。
通信手段としての電話: 情報伝達における電話の役割。
無線電信: 無線を利用した電信。

外部リンク

『つたえる－情報通信－』: 科学技術庁が企画した短編映画で、通信の歴史を紹介しており、電話についても取り上げられています。(『科学映像館』より)

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