OFDM とは・・・

 
OFDMとは、Orthogonal Frequency Division Multiplexingの略、すなわち、直交周波数分割多重のことです。一見、難しそうな技術に見えますが、原理は単純です。
OFDMは、図1にその原理を示すとおり、IFFT(逆フーリエ変換)で変調し、FFT(フーリエ変換)で復調します。
 
(1) 送信信号のビットストリームを複素平面にマッピングします。例えば、64QAMであれば、信号を6ビットづつに区切り、図のような複素平面に64点でマッピングします。この複素平面の横軸・縦軸は振幅の単位です。
(2) 複素平面の横軸を実数部、縦軸を虚数部としてIFFTをかけます。例えば、Mode 1であれば、最初の6ビットが直流、次の6ビットが1サイクル、その次の6ビットが2サイクル・・・・そして、最後の6ビットが1404サイクルの正弦波に変換されます。
(3) この信号をD/Aしてから、所望の周波数にアップし、アンテナに送り出します。IFFTの出力は、実数部と虚数部がありますので、所望の周波数にアップするのに直交変調を用います。

図1 OFDMの原理
復調は変調の逆の過程をたどります。送信側でD/Aされた信号が、受信機で正しくA/Dされれば、元のビットストリームに戻ることが容易に理解されます。しかし、伝送路には色々な雑音や妨害があり、必ずしも、正しくA/Dされるとは限りません。その妨害とは、
 
1. 雑音(大気中には色々な雑音が含まれます)
2. マルチパス(電波の反射)やフェージング(電波の強弱)
3. ドップラーシフト(移動受信で生ずる電波の周波数変動)
4. 混信(近くに同一チャンネルや隣接チャンネルの放送がある場合)

などがあります。これらの妨害は、もともとデジタル信号ですので、ある程度は許容できます。地上デジタル放送の研究とは、これらの妨害に対して、高い耐性をもつような方式や対策の研究といえます。

【ミニ知識】
OFDMのキャリア数は、フーリエ変換の次数に等しく、次のとおりです。
 
Mode 1:  108×13+1=1405 (約4kHz間隔)
Mode 2:  216×13+1=2809 (約2kHz間隔)
Mode 3:  432×13+1=5617 (約1kHz間隔)

ここで、「×13」とは13セグメントを使用した場合、「+1」とはキャリヤ再生用信号です。