OFDMとは？特徴と仕組みを解説
ITの初心者
OFDMについて詳しく教えてください。
IT･PC専門家
OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）は、周波数帯域を複数の狭いサブキャリアに分け、その上にデータを載せる先進的なデジタル変調技術です。
ITの初心者
サブキャリアを分ける理由は何ですか？
IT･PC専門家
サブキャリアを分割することにより、より広範囲な周波数帯域を活用でき、複数のデータを同時に送信することが可能になります。この手法により、より高いデータ転送速度と、効率的なスペクトル利用が実現されます。
OFDMとは。
IT用語「OFDM」とは、デジタル通信において広く用いられる変調方式の一つであり、地上デジタル放送や無線LAN、さらにはインターネット接続のADSLなどに広く採用されています。その名称は「直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency-Division Multiplexing）」の略称に由来しています。
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頻繁に使用される変調方式です。複数のサブキャリア波を重ね合わせてデータを伝送します。各サブキャリア波は互いに直交しているため、相互干渉がなく、効率的に周波数帯域を利用することができます。さらに、OFDMは周波数選択的フェージングに対して高い耐性を持ち、無線通信やブロードバンドネットワークなどで広く利用されています。
OFDMの特徴
OFDMの特徴は、数多く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ている点です。サブキャリア同士は直交しているため、干渉がなく、データスループットを効果的に向上させることができます。さらに、OFDMは周波数領域を活用するため、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特性を持っています。その上、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統合することで、チャネルの状態に応じて最適に動作させ、より堅牢なデータ伝送を実現することが可能です。
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によって、マルチパスフェージングによる信号の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けられ、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によって、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した場合でも、各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することができます。そのため、OFDMは周波数選択性フェージングに強く、高データレートの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のような高速データ伝送に加え、デジタルテレビ放送や衛星通信など、様々なアプリケーションで広く利用されています。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、様々な用途に適した選択肢となっています。加えて、抗マルチパス性という特性により、OFDMは多重経路環境でも安定したデータ伝送が可能であり、都市部や障害物の多い環境での使用にも適しています。
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顕著な利点があります。これは、送信された信号が複数の経路を通じて受信機に到達した場合でも、それらの信号を分離して復元することができるためです。また、OFDMは帯域幅効率にも優れており、複数の搬送波を同時に使用することによって、限られた帯域幅内でより多くのデータを伝送することができます。
OFDMの欠点
一方で、OFDMにはいくつかのデメリットも存在します。例えば、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は複雑な処理を要するため、実装にかかるコストが高くなることがあります。さらに、OFDMは電力消費が高く、ノイズの影響を受けやすいという特性も持っています。