周波数分割多元接続(FDMA)の基礎知識

周波数分割多元接続(FDMA)の基本知識

周波数分割多元接続(FDMA)の概要

周波数分割多元接続（FDMA）とは、複数の通信チャネルを同時に送受信できる無線通信技術の一つです。この技術では、周波数帯域を細かく分割し、各サブチャネルを個別のユーザーやデバイスに割り当てます。異なる周波数範囲を使用するため、複数の通信が同時に行われても干渉は発生しません。

FDMAの仕組み

-FDMAの仕組み-

FDMA（周波数分割多元接続）は、無線通信において複数のユーザーが同時に通信できるように設計された多重化方式の一つです。この方法では、利用可能な周波数帯域を複数のチャンネルに分割し、各ユーザーに異なるチャンネルを割り当てます。これにより、各ユーザーは自分に割り当てられた周波数帯域を利用でき、他のユーザーとの干渉がありません。

FDMAは実装が比較的簡単で、アナログ通信だけでなくデジタル通信にも広く使用されています。ただし、FDMAは周波数効率が低下する可能性があります。具体的には、周波数帯域が広がっても、同時接続できるユーザー数は限られ、各チャンネルは常に使用するユーザーがいる状態になります。

FDMAの利点

-FDMAの利点-

周波数分割多元接続(FDMA)は、複数のユーザーが同じ周波数帯域を同時に利用できる多重アクセス方式の一種です。この方式には以下のような利点があります。

• シンプルな実装 – FDMAは、他の多重アクセス方式と比べて実装が容易です。必要なのは、チャネルを周波数帯域に分割することだけです。
• 干渉の低減 – 各ユーザーが固有の周波数帯域に割り当てられるため、他のユーザーからの干渉を防ぎます。
• 高いスペクトル効率 – FDMAは、周波数帯域を効率よく使用する方法を提供します。各ユーザーの帯域幅は、データ転送速度に基づいて決定されます。
• 既存のインフラストラクチャとの互換性 – FDMAは、既存のアナログ無線システムと高い互換性を持ち、新しいシステムを導入する際の移行が容易です。

FDMAの欠点

-FDMAの欠点-

周波数分割多元接続(FDMA)は、スペクトル効率が低いという問題を抱え、チャネル容量を無駄にする可能性があります。各チャネルは特定の周波数帯域を占有し、一度割り当てられると他のユーザーは同じ周波数帯域を利用できません。したがって、チャネルの使用率が低い場合でも、帯域幅は常に占有されたままです。

さらに、FDMAでは、隣接チャネル干渉(ACI)が起きやすいという欠点もあります。隣接するチャネル同士は周波数帯域が重なり、強い信号が弱い信号に干渉し、信号の受信品質が低下することがあります。これにより、データの消失やエラーが発生する可能性があります。

また、FDMAは、トラフィック変動に適応するのが難しいという問題があります。チャネルは事前に割り当てられるため、トラフィックの変動に柔軟に対応できません。トラフィックが急増すると、利用可能なチャネル数が不足し、通話やデータ転送に支障をきたすことがあります。

FDMAの利用例

FDMAの利用例

FDMA（周波数分割多元接続）は、複数のユーザーが同時に無線通信チャネルを共有できる基本的な多重アクセス方式であり、この技術はさまざまな実用的なアプリケーションで活用されています。以下はその具体的な例です。

• 携帯電話 – FDMAは、アナログセルラーシステムで広く採用され、各通話が独自の周波数チャネルに割り当てられることで同時通話を実現しています。
• 衛星通信 – FDMAは衛星通信システムでも使用され、複数のユーザーが同時に通信できる多くの周波数チャネルを備えています。
• 無線機 – FDMAは無線機やトランシーバーでも利用されており、警察や消防、軍隊などが複数の周波数チャネルを介して同時に通信を行っています。
• ラジオ放送 – FDMAはAM（振幅変調）およびFM（周波数変調）ラジオ放送でも利用され、各ラジオ局が独自の周波数チャネルを持ち、リスナーはラジオを調整することで特定の局にアクセスできます。