OFDM（直交周波数分割多重）とは？
ITの初心者
先生、『直交周波数分割多重』ってどういう意味ですか？
IT･PC専門家
OFDMは、データを複数の周波数に分けて送信する手法だよ。これをサブキャリアと呼びます。
ITの初心者
なるほど。サブキャリアをどうやって区別するの？
IT･PC専門家
OFDMでは、正弦波を使用して各サブキャリアにデータを載せて区別します。これにより、相互干渉を防ぎ、高効率でデータを伝送できます。
直交周波数分割多重とは。
「直交周波数分割多重（OFDM）とは、IT用語で、複数のデータを異なる周波数帯に分割して送信する技術のことです。」
OFDMの概要
-OFDMの概要-
OFDM（直交周波数分割多重）は、データ伝送を複数の周波数サブキャリアに分割するデジタル変調方式です。これらのサブキャリアは相互に直交しており、重なり合うことなく同時に伝送されます。この並列伝送により、OFDMは高いデータレートを実現できます。
OFDMは、複数のサブキャリアを使用することで、広帯域幅を効率的に使用できます。各サブキャリアは、より狭い帯域幅を持ち、特定のデータシンボルを伝送します。これにより、帯域幅使用効率が向上し、より多くのデータを伝送できます。また、OFDMは、マルチパスやフェージングなどの無線伝搬路の劣化に耐性があります。サブキャリアを多重化することで、特定のサブキャリアで発生する干渉の影響を他のサブキャリアが軽減できます。
OFDMのメリット
OFDMのメリット
OFDMは、優れた周波数利用効率や、マルチパスフェージングに対する耐性など、多くの利点を備えています。マルチパスフェージングとは、信号が複数の経路を通って受信され、それぞれ経路長が異なるために位相がずれる現象です。OFDMでは、各サブキャリアの帯域幅が狭いため、マルチパスフェージングの影響を受けにくくなります。また、サブキャリアを直交させて使用することで、干渉を最小限に抑えることができます。さらに、OFDMは変調方式を適応的に選択できるため、低BER（ビット誤り率）で伝送できます。
OFDMの用途
OFDMの用途
OFDMは、さまざまな用途で使用されています。地上波デジタルテレビ放送（DVB-T）や地上波アナログテレビ放送（アナログテレビ）をはじめ、ワイヤレスブロードバンドの規格であるWi-Fi（IEEE 802.11）や、モバイル通信の規格であるLTE（Long Term Evolution）など、幅広い用途があります。また、OFDMは、電力線通信、コンピュータネットワーク、レーダーシステムなど、高速データ伝送が必要な多くの分野でも利用されています。
OFDMの課題
-OFDMの課題-
OFDMは、高いデータレートと耐干渉性を提供しますが、いくつかの課題も抱えています。
* -ピーク対平均電力比（PAPR）が大きい- OFDMは高いPAPRを持ち、送信した信号が大きくなりすぎる場合があります。これは、送信機やアンテナにダメージを与える可能性があります。
* -周波数オフセット- OFDM信号は、周波数オフセットによって受信機のデコードが困難になることがあります。このオフセットは、移動体通信などの動的な環境で発生します。
* -非線形歪み- OFDM送信機やアンテナは、非線形歪みを導入することがあります。これは、受信信号の品質を低下させます。
* -キャリアリーク- OFDM信号のキャリア周波数は、他の無線システムの干渉に対して脆弱です。これは、信号の損失やパフォーマンスの低下につながる可能性があります。
* -高計算量- OFDM信号の変調と復調には、高い計算量が要求されます。これは、低消費電力デバイスでの実装を困難にします。
OFDMの今後の展開
OFDMの今後にも注目が集まっています。次世代の5G通信では、OFDMがベースの波形が採用される予定です。これはOFDMが、広い帯域幅と高いスペクトル効率を備えているためです。また、OFDMはIoT（モノのインターネット）にも応用されることが期待されています。IoTでは多くの機器が同時に無線通信を行うため、干渉に強いOFDMが適しています。さらに、OFDMは車載通信や衛星通信など、さまざまな分野でも利用が検討されています。これらの分野では、高速・大容量のデータ伝送が必要であり、OFDMの技術が活用されると期待されています。