8PSK（8-Phase Shift Keying）は、デジタル通信における代表的な位相偏移変調方式（PSK）の一つであり、1回の変調で3ビットのデータを表現できる効率的な手法です。
現代の無線通信やデジタル放送において重要な役割を果たしており、その原理と技術的背景を理解することで、より高度な通信システムの設計や解析に役立ちます。
本記事では、8PSKの仕組みから、派生技術、活用例まで専門的な観点で詳しく解説します。
8PSKの基本と技術的特徴
8PSKとは何か？
8PSK（8-Phase Shift Keying）は、搬送波の位相を8つの異なる角度（0°, 45°, 90°, …, 315°）に切り替えることで、デジタルデータを送信する方式です。
1回の変調で3ビット（2³ = 8通り）を表現できるため、BPSK（1ビット）やQPSK（2ビット）よりもデータ密度が高いのが特徴です。
位相とビットの対応：グレイコード
誤りを最小限に抑えるため、8PSKではグレイ符号（Gray Code）を用いて、隣接する位相シンボル間のビット差を1ビットに制限します。
例：
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000 → 001 → 011 → 010 → 110 → 111 → 101 → 100（位相の順）
この構成により、受信時の位相誤差によるビットエラーの影響を軽減します。
8PSKの種類と派生技術
D8PSK（Differential 8PSK）
D8PSKは、絶対位相ではなく、前のシンボルとの位相差を基準としてデータを読み取る方式です。
通信経路上で生じる位相ずれに強く、同期処理を簡略化できるという利点があります。
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変調方式：位相の変化角度でビットを表現
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メリット：受信器の位相同期不要
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用途：無線通信や移動体通信に適用
TC8PSK（Trellis Coded 8PSK）
TC8PSKは、8PSKと畳み込み符号を組み合わせた誤り訂正技術です。
通信品質を向上させるために、誤りに強いシンボル構成を選びながら送信します。
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使用例：デジタル衛星放送（例：DVB-S）
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特徴：符号化ゲインにより誤り率を抑制
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技術要素：トレリス構造によるパス選択とビタビアルゴリズムによる復号
8PSKの技術的課題と限界
エラーレートの上昇
8PSKは高いスペクトル効率を持つ反面、隣接する位相の差が45度と小さいため、ノイズや位相誤差の影響で誤検出（シンボル間の取り違え）が発生しやすくなります。
これは通信距離や環境によって顕著に現れます。
実用上の限界と比較
このように、8PSKが実用的な上限であり、これ以上の位相分割は検出精度の問題からあまり用いられません。
8PSKの実用例と応用分野
放送技術における応用
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DVB-S（Digital Video Broadcasting – Satellite）
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ISDB-S（日本の衛星デジタル放送）
これらではTC8PSKが用いられ、高品質な映像と音声の伝送が可能です。
無線通信とIoT分野
省スペクトルで比較的高速な通信が可能なことから、無線LANやIoTデバイスのファームウェア更新などにも応用が進んでいます。
まとめ
8PSKは、限られた帯域幅でより多くのデータを送るために生まれた高効率な変調方式です。
主要なポイントを以下にまとめます：
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1シンボルで3ビットを表現可能で、データ効率が高い
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グレイ符号の採用によりビット誤りを抑制
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D8PSKやTC8PSKといった応用技術により、柔軟な運用が可能
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ノイズに弱いという課題もあるが、誤り訂正技術との併用でカバー可能
高速・高密度通信を支える基盤技術として、8PSKは今後もさまざまな分野で重要な役割を果たすと考えられます。