周波数分割複信

周波数分割複信（FDD）とは

周波数分割複信（Frequency Division Duplex、FDD）は、電気通信における全二重通信を実現するための重要な技術の一つです。この方式では、送信と受信にそれぞれ異なる周波数帯を割り当てることで、同時に双方向の通信を可能にします。この方式は、周波数分割双方向伝送とも呼ばれ、効率的な通信を実現するための基盤となっています。

FDDの主な特徴

FDDには、以下のような特徴があります。

回路規模の小ささ: FDDは、比較的小さな回路規模で実装できるため、デバイスの小型化やコスト削減に貢献します。
アンテナダイバーシティによるフェージング対策: 移動体通信においては、電波の反射や干渉によって信号が劣化するフェージング現象が発生します。FDDでは、アンテナダイバーシティという技術を用いて、複数のアンテナで受信した信号を合成することで、フェージングの影響を軽減することができます。
周波数帯域利用効率: FDDの周波数帯域利用効率は、後述する時分割複信（TDD）と比較すると、やや劣る場合があります。これは、FDDが送信と受信に異なる周波数帯を必要とするため、利用可能な周波数資源を分割して使用する必要があるためです。

FDDの応用分野

FDDは、その特徴から、さまざまな分野で広く利用されています。

無線通信: 無線通信における基本的な通信方式として、広く採用されています。
移動体通信: 携帯電話などの移動体通信システムでは、FDDが主要な通信方式として用いられています。以下に、具体的な例を挙げます。
TACS（アナログ携帯電話）: アナログ携帯電話の初期の規格であるTACSでもFDDが用いられました。
第二世代携帯電話（PDC）: デジタル携帯電話であるPDCでも、FDDが採用されました。
第三世代携帯電話（cdmaOne, CDMA2000, W-CDMA）: 3G携帯電話の規格であるcdmaOne, CDMA2000, W-CDMAでも、FDDが採用されています。
LTE (Long Term Evolution): 4G携帯電話規格であるLTEでもFDDが広く利用されています。

その他:
通信衛星: 衛星通信でも、FDDが利用されることがあります。
マルチチャネルアクセス無線: 特定の目的で使用される無線通信でも、FDDが採用されています。
自動車電話・船舶電話: かつて利用されていた自動車電話や船舶電話でも、FDDが使われていました。
デジタル加入者線 (ADSL): ADSLなどのデジタル加入者線でも、FDDが用いられることが多いです。

FDDとTDDの比較

FDDと対比される技術として、時分割複信（Time Division Duplex、TDD）があります。TDDは、同一の周波数帯を時間的に分割して送信と受信を切り替える方式です。FDDが周波数で分割するのに対し、TDDは時間で分割するという違いがあります。

FDDのメリット:
送信と受信を同時に行えるため、全二重通信がスムーズに実現できます。
アンテナダイバーシティによるフェージング対策が容易です。
通信品質が比較的安定しています。
TDDのメリット:
利用する周波数帯が一つで済むため、周波数資源を効率的に利用できます。
柔軟な帯域幅の割り当てが可能です。
FDDのデメリット:
送信と受信に異なる周波数帯が必要となるため、周波数利用効率がTDDよりも低い場合があります。
TDDのデメリット:
送信と受信を時間で切り替えるため、遅延が発生する場合があります。
移動体の速度が速い場合、切り替えタイミングに影響を受け、通信品質が低下する可能性があります。

まとめ

FDDは、無線通信や移動体通信において広く利用されている重要な技術です。送信と受信に異なる周波数を用いることで、安定した全二重通信を実現します。回路規模が小さく、アンテナダイバーシティによるフェージング対策が可能な点が特徴です。TDDと比較して、それぞれにメリット・デメリットがありますが、用途に応じて適切な方式が選択されます。FDDは、今後も様々な通信技術の基盤として、重要な役割を担っていくでしょう。

関連項目

伝送工学
時分割複信 (Time Division Duplex、TDD): 時間軸圧縮を行い、同一周波数を用いて送信・受信を切り替えて行う全二重通信

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