OFDMとは？特徴と仕組みを解説

OFDMとは？特徴と仕組みを解説

OFDMとは？

-OFDMとは？-

OFDM（直交周波数分割多重）は、デジタル通信において広く使用されている変調方式です。複数のサブキャリア波を重畳してデータを送信します。各サブキャリア波は互いに直交しており、干渉を起こしません。このため、周波数帯域を効率的に利用できます。また、OFDMは周波数選択的フェージングに耐性があり、無線通信やブロードバンドネットワークで広く利用されています。

OFDMの特徴

OFDMの特徴は、多数の直交周波数搬送波(サブキャリア)を利用することで、高い周波数利用効率を実現します。サブキャリア同士は直交しているため、相互干渉がなく、データスループットを向上させることができます。また、OFDMは周波数領域を使用するため、マルチパスフェージングなどの周波数選択性チャネルに強いです。さらに、OFDMはビットローディングや誤り訂正符号化などの高度な信号処理技術を組み込むことで、チャネルの状況に応じて適応的に動作させることができ、より堅牢な伝送を実現できます。

OFDMの仕組み

OFDM の仕組みは、異なる周波数帯域にデータを分割して送信することで、マルチパスフェージングによる歪みを軽減する技術です。送信されるデータは、多数の狭い帯域幅の搬送波に分割され、各搬送波に少しずつデータが割り当てられます。

受信側では、各搬送波からデータを復調し、周波数ドメインで結合することで、元のデータ信号を再構成します。多重経路によって引き起こされる位相シフトや遅延が異なる搬送波間で発生する場合でも、個々の搬送波から抽出されたデータの位相を調整することで、マルチパスフェージングの影響を軽減できます。そのため、OFDM は周波数選択性フェージングの影響に強い高データレート伝送に適しています。

OFDMの用途

OFDMのもう一つの重要な側面は、その幅広い用途です。OFDMは、無線LAN（Wi-Fi）やLTEなどの高速データ伝送から、デジタルテレビ放送や衛星通信まで、さまざまなアプリケーションで利用されています。OFDMの柔軟性は、異なる周波数帯域やデータレートに対応できるため、幅広い用途に適しています。さらに、抗マルチパス性という特徴により、OFDMは多重経路環境でも安定した伝送が可能であり、都市部や障害物のある環境での使用に適しています。

OFDMのメリットとデメリット

OFDMの利点

OFDMには、マルチパス耐性が高いという大きな利点があります。これは、送信された信号が複数の経路で受信機に届いたとしても、それらの信号を分離して復元できるためです。また、OFDMは帯域幅効率に優れています。これは、複数の搬送波を同時に使用するため、限られた帯域幅でより多くのデータを伝送できます。

OFDMの欠点

OFDMのデメリットとしては、スループットが変動しやすいという点が挙げられます。これは、受信信号の強弱によって、各搬送波の変調レベルが異なるためです。また、OFDMは複雑な処理が必要なため、実装にコストがかかることがあります。さらに、OFDMは電力消費量が高く、ノイズの影響を受けやすいという特性があります。