ＯＦＤＭとＭＩＭＯ

前章で説明したＦＤＭＡは、異なる信号を異なる周波数で変調し、それらの信号が乗ったさまざまな周波数成分を一緒にして送り、受け側で分離するというものでした。

それとやや似ているのですが、１つの信号を複数の周波数の波に分けて変調し、一緒にして送るという手法があります。

これをマルチキャリア通信といいます。

文字通り複数の搬送波を使うのです。

マルチキャリア通信は特定の周波数にノイズが乗っても、その影響をあまり受けないというメリットがあります。

ただし複数の周波数成分を使うのですから、帯域の利用効率は悪くなります。

異なった周波数同士の距離を縮めることができれば効率は上がりますが、今度はそれらがお互いに干渉するという問題があります。

それを解決するために開発されたのが、マルチキャリア通信の一種ＯＦＤＭです。

ＯＦＤＭとはOrthogonal Frequency Division Multiplexingの略であり、「直交周波数分割多重方式」と訳されます。

デジタルデータを送るのに非常に適した方式です。

やや乱暴な言い方ですが、同一の時間間隔で０または１が適当なパターンで並ぶような信号を変調すると、図の上のようなスペクトラム特性になります。

この性質を利用するのです。

すなわち、図で赤い両矢印で示した間隔だけ離れた、複数の搬送波でマルチキャリア通信を行うのです。

このスペクトラム特性では、各周波数の中心からこの間隔の自然数倍だけ離れた場所のスペクトラムはゼロになっています。

すなわち搬送波同士の干渉が、その間隔と比較して、非常に小さくできるのです。

したがってマルチキャリアにすることで、図の下のような広い帯域が、ほぼきれいに復元できることになります。

若干の誤りを訂正するだけの余裕をあらかじめ与えておけば、雑音による影響がほぼ確実に排除できることになります。

このＯＦＤＭは、デジタルテレビ、無線ＬＡＮ、ワイヤレスＵＳＢ、次世代携帯電話などで幅広く使われている、あるいは使われようとしている技術です。

ＯＦＤＭにはモード１（移動受信向け、搬送波数＝1405本）、モード２（中間的存在、搬送波数＝2809本）、モード３（ＳＦＮ／単一周波数ネットワーク向け、搬送波数＝5617本）があります。

このＯＦＤＭと原理的に関係があるわけではないのですが、よく組み合わて使われるのがＭＩＭＯという技術です。

これはMulti Input Multi Outputの略で、やはり無線ＬＡＮや次世代携帯電話の本命技術です。

複数の送信アンテナや複数の受信アンテナにより、同時に複数のデータを通信します。

受信されるデータ（単一の実数であるスカラーではなく複数の実数であるベクトル）は、送信されたベクトルの線形変換（行列演算）で表わされるのが普通です。