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マルチキャリア符号分割多重アクセス（MC-CDMA）は、OFDMベースの電気通信システムで使用される多重アクセス方式であり、同一周波数帯域上で複数のユーザーを同時にサポートすることを可能にする。
MC-CDMAでは、各ユーザシンボルが周波数領域で拡散されます。つまり、各ユーザシンボルは複数の並列サブキャリアに伝送されますが、コード値に応じて位相がシフトされます（通常は0度または180度）。コード値はサブキャリアごと、ユーザごとに異なります。受信機は、すべてのサブキャリア信号を合成し、信号強度の変動を補償し、コードシフトを元に戻すために重み付けを行います。異なるユーザの信号は異なる（例えば直交する）コード値を持つため、受信機はそれらの信号を分離することができます。
各データシンボルはデータレート（ビット/秒）よりもはるかに広い帯域幅（ヘルツ）を占めるため、信号対雑音＋干渉比（伝送帯域全体における信号電力を総雑音＋干渉電力で割った値として定義した場合）が0 dB未満となることが実現可能です。
MC-CDMAを解釈する一つの方法は、それを逆FFT（高速フーリエ変換）を通した後に送信される直接シーケンスCDMA信号（DS-CDMA ）とみなすことである。
無線通信リンクは、周波数選択性チャネル干渉の影響を受けやすい。あるサブキャリアの信号が途絶した場合でも、他のサブキャリアで受信したエネルギーから信号を再構築することができる。
ダウンリンク（1つの基地局から1つ以上の端末への送信）では、MC-CDMAは通常、マルチキャリア符号分割多重方式に簡略化されます。すべてのユーザ信号は容易に同期でき、1つのサブキャリア上のすべての信号は同じ無線チャネル特性を持ちます。このような場合、好ましいシステム実装としては、N個のユーザビット（異なる宛先向けである場合もあるが、必ずしもそうとは限らない）をウォルシュ・アダマール変換を用いて変換し、続いて逆フーリエ変換（IFFT）を行う方法があります。
この周波数領域拡散を行う方法としては、長いPNコードを使用し、サブキャリア上の各データシンボルd iにPNコードのチップc iを乗算する方法や、短いPNコードを使用し、各データシンボルを個別のPNコードで拡散する方法（つまり、d iに各c iを乗算し、結果として得られるベクトルをN freqサブキャリアに配置する方法。ここでN freqはPNコードの長さである）など、いくつかの代替案が存在する。
周波数領域拡散が行われ、OFDMサブキャリアすべてに値が割り当てられると、IFFTを使用してOFDM変調が行われ、 OFDMシンボルが生成されます。次にOFDMガードインターバルが追加され、送信がダウンリンク方向の場合、これらの生成されたシンボルが送信前にそれぞれ加算されます。
マルチキャリアCDMAの代替形式であるMC-DS-CDMAまたはMC/DS-CDMAは、MC-CDMAの場合のように周波数領域ではなく、時間領域で拡散を行います。キャリアが1つしかない特殊なケースでは、これは標準のDS-CDMAに戻ります。
OFDMを変調方式として使用するMC-DS-CDMAの場合、個々のサブキャリア上のデータシンボルは、PNコード上のチップにサブキャリア上のデータシンボルを乗算することによって時間的に広がります。たとえば、PNコードチップが{1, −1}で構成され、サブキャリア上のデータシンボルが−jであるとします。シンボル0と1の場合、そのキャリアに変調されるシンボルは、シンボル0の場合は−j 、シンボル1の場合は+ jになります。
周波数領域と時間領域の両方で2次元拡散を行うことも可能であり、2次元拡散を用いる方式の一つにVSF-OFCDM（可変拡散率直交周波数符号分割多重）があり、NTTドコモはこれを4Gプロトタイプシステムに採用している。
VSF-OFCDMの 2D 拡散の仕組みの例として、最初のデータシンボルd 0と、時間領域の拡散係数SF timeの長さが 4、周波数領域の拡散係数SF frequencyが 2 の場合、データシンボルd 0は、長さ 2 の周波数領域 PN コードで乗算され、サブキャリア 0 と 1 に配置されます。そして、サブキャリア 0 と 1 のこれらの値は、長さ 4 の時間領域 PN コードで乗算され、OFDMシンボル 0、1、2、3 で送信されます。[ 1 ]
NTTドコモは、100MHz幅のチャネルで時速10kmで移動する受信機に対して、 4Gプロトタイプシステムを使用して 5Gbpsの伝送を既に実現している。この4Gプロトタイプシステムは、12×12アンテナMIMO構成と、誤り訂正符号化のためのターボ符号化も使用している。[ 2 ]
まとめ