無線の高速化技術OFDMとは何か?特徴と欠点をご紹介

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OFDMとは変調方式のひとつで、無線LANやADSLなどさまざまな分野で利用されています。
どんな特徴があるのか、欠点は何かなどOFDMについてご紹介します。

OFDMの特徴

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)とは、直訳すると直交
周波数分割多重で、デジタル信号変調方式の一種とされています。
一般的には無線LANやWiMAX、ADSLなどとして広く利用されています。

マルチキャリアで利用できる

OFDMは複数の情報を複数の搬送波に乗せて送れる「マルチキャリア伝送」のひとつです。
複数の搬送波が利用できるので、それだけ多くの情報を送れるのが特徴です。

どんな変調方式でもマルチキャリア化することが原理的に可能で、2.4GHzと5GHzの異なる2系統を同時に送信可能です。
専有する周波数帯をそれほど大きくさせることなくマルチキャリア化できるので、最小のコストで転送速度では最大の効果を得ることができます。

また限られた周波数帯域を利用したり、マルチパスや干渉波の影響を少なくしたりもできます 。
そのため乱反射することの多い室内でも性能が落ちにくいのが特徴です。
OFDMのサブキャリアをそれぞれユーザーに割り当て、同一周波数上の多元接続を行う方法はOFDMAと呼ばれます。

OFDMの欠点

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高速通信に便利なOFDMですが、欠点もあります。
まずは同一周波数帯を使う他の機器に干渉しやすい点です。

例えばBluetoothは80MHzの広い帯域幅を使用しますが、瞬間に専有する帯域は1MHzとされています。
しかしOFDMのWi-Fiは通信中に22MHzの帯域すべてを専有してしまうのです。
このためBluetoothは、Wi-Fiの専有周波数帯域を避けて使用しなければいけません。

またOFDMのような信号を処理するためには、デジタル回路が必須とされています。
実装には高速DSPが必要となるため回線規模の複雑化や、消費電力の増大といった欠点ができてしまいます。
そのため、超低消費電力無線などにはOFDMは適さないとされます。

周波数変化も弱い

OFDMは割り当てられた周波数帯すべてにサブキャリアを埋め込み、コンスタレーションを算出するQAM変調を多用します。
そのため送受信中にわずかでも周波数が変化すると、情報再生ができなくなってしまいます。
固定局と移動体を必要とする通信においてはあまり向いていないといえます。

さまざまな分野の通信に使われるOFDM

多くの周波数から一気に送ることのできるOFDMは高速通信に向いており、ADSL、LTE、デジタルテレビ放送、無線LANなど私たちの生活に不可欠なデバイスに多く使われています。
今後も5Gの普及に伴って既存のOFDM方式を利用した技術の研究開発 が行われると考えられ、今後の生活にも必要な技術といえます。

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