Mobile：NEWS

2003年8月5日　00:15 AM 更新

flash-OFDMとはなにか

　近年OFDM技術を使った無線通信方式が多数登場している。マルチパスに強く周波数利用効率が高いOFDMは、IEEE802.11aやETC、デジタル地上波放送などで採用されている。さらにNTTドコモが第4世代携帯電話の通信方式として、CDMAとOFDMを組み合わせたOFCDMAを提案するなど（2002年3月の記事参照）、次世代の通信方式として脚光を浴びている。

　ただし携帯電話で使うセルラー環境では、隣接するセルで同一周波数を利用する仕組みが必要だ。flash-OFDMはFlarionが開発した、そのための手法である。

　flash-OFDMでは1.25MHzの周波数幅に113本のサブキャリア（FlarionではToneと呼ぶ）を配置し、それぞれの周波数を直交させる。ここまでは通常のOFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplex：直交周波数分割多重）の手法である。

　異なるのは、利用するサブキャリアを「秒間100万回」（Flarion）という高速度で変化させることだ。これは、Bluetoothなどでも使われている周波数ホッピング（Frequency Hopping、用語）という多重化の手法に当たる。これによって隣接セルでも同一周波数を利用できるほか、周波数効率を上げている。

　Flarionでは、この高速なホッピングを指して「速い動きを表すイメージ」としてflash（閃光）という名前を使っているという。

A、B、C、D、EのそれぞれがOFDMのサブキャリアを示す。flash-OFDMでは、通信時に使うキャリアを高速に変えることで多重化を行う（図：米FrarionのWebより）

OFDMとは何か 　OFDMは複数のサブキャリア（搬送波）を利用することで、高い周波数効率とマルチパス耐性を備える。 　一般にデータ通信の速度を上げるには、シンボルレート（変調速度）を上げるか、変調方式（PSKとかQAMなどというもの）を変えて1回の変調に乗せるデータを増やす。シンボルレートを上げると必要な周波数帯域が増え、その一定量のデータを送信するのにかかる時間（有効シンボル長）は短くなる。また変調方式を変えるとエラーが増す。 　シンボルレートを上げると、問題になってくるのがマルチパスだ。GHz帯など周波数が高い電波は直進性が高く、一部の信号が壁などに反射して遅れて届く（遅延波）ことが多く、信号が混ざり合うマルチパスと呼ばれる現象を引き起こす（用語）。有効シンボル長が長ければ、マルチパスを分離しやすいが、有効シンボル長が短くなるにつれ、マルチパスと別のデータとの区別がつきにくくなる。短時間で信号の伝送が終わるため、信号の形がマルチパスによって崩れやすいのだ。 　変調方式やシンボルレートを変えずに伝送速度を上げるもうひとつの方法は、複数のサブキャリアを使うことだ。OFDMの中の“FDM”はFrequency Division Multiplex（周波数多重）とあるように、周波数を分けて複数のキャリアを並べて使うことを指す。 　複数のサブキャリアに分けてデータを伝送することで、シンボルレートを抑えられ、速度を上げつつシンボル長を長く保つことができる。 　問題は、周波数の利用効率が落ちることだ。複数のキャリアを並べると隣のキャリアと干渉しないよう、隙間を空けなくてはならないからだ。これを解決するのが“O”に当たるOrthogonal（直交）だ。直交するキャリア波を交互に並べて使うことで、干渉をなくし、より高密度にサブキャリアを並べることができる。直交はsin波とcos波の関係を考えるといい。

---

関連記事
ドコモが第4世代移動通信システム装置を試作　下り100Mbps以上
第4世代移動体通信のスケジュールが見えてきた。通信方式には「VSF-OFCDM」を利用。現在仕様検討・試作を行っており、夏頃には接続試験・実験を開始する。試作機の開発にはNECが当たる。

電波がいっぱいになる？ 回線を確保せよ〜携帯電話の通信方式〜
携帯電話の利用者数は増加の一途。“電波がいっぱいになる”日も近い……??　今回は通信方式の変遷とその未来についてのお話です。ちなみに皆さん、cdmaOneって何だか説明できますか？ CDMAは？ FDMAは？ TDMAは？

[斎藤健二, ITmedia]

---