直交周波数分割多重方式

• POTS銅線によるADSLおよびVDSLブロードバンドアクセス
• DVB-C2は、デジタルケーブルテレビ規格であるDVB-Cの改良版です。
• 電力線通信（PLC）
• ITU-T G.hn は、既存の家庭用配線 (電力線、電話線、同軸ケーブル) の高速ローカルエリアネットワークを提供する規格です^{[ 13 ] 。}
• TrailBlazer電話回線モデム
• マルチメディア・オーバー・コアキシャル・アライアンス（MoCA）ホームネットワーク
• DOCSIS 3.1 ブロードバンド配信

• 無線LAN（WLAN）無線インターフェースは、IEEE 802.11a、g、n、ac、ah 、およびHIPERLAN/2です。
• デジタルラジオシステムDAB/EUREKA 147、DAB+、Digital Radio Mondiale、HD Radio、T-DMB、ISDB-TSB
• 地上デジタルテレビシステムDVB-TおよびISDB-T
• 地上移動テレビシステムDVB-H、T-DMB、ISDB-T、MediaFLO転送リンク
• WiMedia Allianceが提案する無線パーソナルエリアネットワーク（PAN）超広帯域（UWB）IEEE 802.15.3aの実装
• Wi-SUN（スマートユビキタスネットワーク）

OFDMベースの多重アクセス技術であるOFDMAは、いくつかの4Gおよびプレ4Gセルラーネットワーク、モバイルブロードバンド規格、次世代WLAN、ハイブリッドファイバー同軸ネットワークの有線部分でも使用されています。 ^{[ 14 ]}

• 無線MAN /ブロードバンド無線アクセス（BWA）規格IEEE 802.16e（またはモバイルWiMAX）のモビリティモード
• モバイルブロードバンド無線アクセス（MBWA）規格IEEE 802.20
• 3GPP Long-Term Evolution （LTE）第4世代移動通信規格のダウンリンク。無線インターフェースは以前はHigh Speed OFDM Packet Access（HSOPA）と呼ばれていましたが、現在はEvolved UMTS Terrestrial Radio Access（E-UTRA）と呼ばれています。
• WLAN IEEE 802.11ax
• DOCSIS 3.1 アップストリーム^{[ 15 ]}

• 他の二重側波帯変調方式やスペクトラム拡散方式などと比較して、高いスペクトル効率を実現している。
• 複雑な時間領域等化処理を必要とせず、厳しいチャネル条件にも容易に対応できます。
• 狭帯域の同一チャネル干渉に対して堅牢
• マルチパス伝搬による符号間干渉（ISI）およびフェージングに対して堅牢
• 高速フーリエ変換を用いた効率的な実装
• 時間同期エラーに対する感度が低い
• （従来のFDMとは異なり）調整されたサブチャネル受信フィルタは不要です。
• 単一周波数ネットワーク（SFN）（すなわち、送信機の多様性）を促進する。

• ドップラーシフトに敏感
• 周波数同期の問題に敏感
• ピーク対平均電力比（PAPR）が高く、線形送信回路が必要となるが、電力効率が低いという問題がある。
• 循環プレフィックス／ガードインターバルによる効率低下

OFDMでは、サブキャリア周波数は互いに直交するように選択されるため、サブチャネル間のクロストークが排除され、キャリア間ガードバンドは不要になります。これにより、送信機と受信機の両方の設計が大幅に簡素化されます。従来のFDMとは異なり、各サブチャネルごとに個別のフィルタは必要ありません。

直交性には、サブキャリア間隔が${\displaystyle \scriptstyle \Delta f\,=\,{\frac {k}{T_{U}}}}$ヘルツ、ここでT _U秒は有効シンボル期間（受信側ウィンドウサイズ）であり、kは正の整数で、通常は 1 に等しい。これは、各搬送波周波数が、前の搬送波よりもシンボル周期あたりk 個多くの完全なサイクルを経ることを規定している。したがって、N 個のサブキャリアがある場合、全通過帯域帯域幅はB ≈ N ·Δ f (Hz) となる。

直交性により高いスペクトル効率も実現され、総シンボルレートは等価ベースバンド信号のナイキストレートに近い値（すなわち、両側波帯の物理的通過帯域信号のナイキストレートの約半分）となります。利用可能な周波数帯域のほぼ全体を使用できます。OFDMは一般的にほぼ「ホワイト」スペクトルであるため、他の同一チャネルユーザーに対して電磁干渉特性が穏やかです。

簡単な例：有用なシンボル期間T _U = 1  ms には、サブキャリア間隔が${\displaystyle \scriptstyle \Delta f\,=\,{\frac {1}{1\,\mathrm {ms} }}\,=\,1\,\mathrm {kHz} }$直交性のためには、 （またはその整数倍）となります。N = 1,000 サブキャリアの場合、合計通過帯域帯域幅はN Δf = 1  MHz になります。このシンボル時間の場合、ナイキストの定理によれば、理論的に必要な帯域幅は ${\displaystyle \scriptstyle \mathrm {BW} =R/2=(N/T_{U})/2=0.5\,\mathrm {MHz} }$（我々の方式で必要とされる帯域幅の半分）ここで、Rはビットレート、FFTによるシンボルあたりN = 1,000サンプルである。ガードインターバルを適用すると（下記参照）、ナイキスト帯域幅の要件はさらに低くなる。FFTの結果、シンボルあたりN = 1,000サンプルとなる。ガードインターバルを適用しない場合、これは1  MHzのサンプルレートのベースバンド複素数値信号となり、ナイキストによればベースバンド帯域幅は0.5  MHzとなる。しかし、通過帯域RF信号は、ベースバンド信号に搬送波波形を乗算することによって生成され（すなわち、ダブルサイドバンド直交振幅変調）、通過帯域帯域幅は1  MHzとなる。シングルサイドバンド（SSB）または残留サイドバンド（VSB）変調方式では、同じシンボルレートでその帯域幅のほぼ半分（すなわち、同じシンボルアルファベット長でスペクトル効率が2倍）になる。ただし、マルチパス干渉に対してはより敏感である。

OFDMでは、受信機と送信機の間で非常に正確な周波数同期が必要です。周波数がずれると、サブキャリアは直交しなくなり、キャリア間干渉（ICI）（つまり、サブキャリア間のクロストーク）が発生します。周波数オフセットは通常、送信機と受信機の発振器の不一致、または移動によるドップラーシフトによって発生します。ドップラーシフトのみは受信機で補償できますが、マルチパスと組み合わさると状況は悪化し、さまざまな周波数オフセットで反射が現れ、修正がはるかに困難になります。この影響は通常、速度が増加するにつれて悪化し、^{[ 16 ]}高速車両でのOFDMの使用を制限する重要な要因となっています。このようなシナリオでICIを軽減するために、各サブキャリアを整形して、非直交サブキャリアの重なりによる干渉を最小限に抑えることができます。^{[ 17 ]}例えば、WCP-OFDM（ Weighted Cyclic Prefix Orthogonal Frequency-Division Multiplexing ）と呼ばれる低複雑度方式は、送信機出力で短いフィルタを使用して、潜在的に非矩形のパルス整形を行い、サブキャリアごとにシングルタップの等化を使用してほぼ完全な再構成を行うものです。^{[ 18 ]}他のICI抑制技術は通常、受信機の複雑度を大幅に増加させます。^{[ 19 ]}

直交性により、受信側ではFFTアルゴリズム、送信側では逆FFTを用いて、効率的な変調器および復調器の実装が可能になります。原理と利点の一部は1960年代から知られていましたが、現在では、 FFTを効率的に計算できる低コストのデジタル信号処理コンポーネントのおかげで、OFDMは広帯域通信で広く利用されています。

逆FFTまたはFFTを計算する時間は、各シンボルにかかる時間よりも短くなければなりません^{[ 20 ]： 84。}たとえば、DVB-T （FFT 8k）の場合、計算は896µs以下で行われなければなりません。

8192ポイントFFTの場合、これは次のように近似できます。^{[ 20 ]}

${\displaystyle {\begin{aligned}\mathrm {MIPS} &={\frac {\mathrm {計算複雑度} }{T_{\mathrm {シンボル} }}}\times 1.3\times 10^{-6}\\&={\frac {147\;456\times 2}{896\times 10^{-6}}}\times 1.3\times 10^{-6}\\&=428\end{aligned}}}$

• MIPS：1秒あたりの命令数（百万）

計算要求はFFTサイズにほぼ線形に比例するため、2倍のサイズのFFTには2倍の時間が必要となり、その逆もまた然りです。^{[ 20 ] : 83}比較として、1.266GHzのIntel Pentium III CPUはFFTWを使用して8192ポイントFFTを576µsで 計算できます。^{[ 21 ]} 1.6GHzのIntel Pentium Mは387µsで実行します。 ^{[ 22 ]} 3.0GHzのIntel Core Duoは96.8µsで実行します。^{[ 23 ]}  

OFDMの重要な原理の一つは、シンボルレートが低い変調方式（すなわち、シンボルがチャネルの時間特性に比べて比較的長い方式）は、マルチパス伝搬によるシンボル間干渉の影響を受けにくいため、単一の高速ストリームではなく、複数の低速ストリームを並列に送信する方が有利であるという点です。各シンボルの持続時間が長いため、 OFDMシンボル間にガードインターバルを挿入することが可能であり、これによりシンボル間干渉を排除できます。

ガードインターバルを設けることで、パルス整形フィルタが不要になり、時間同期の問題に対する感度も低下する。

簡単な例を挙げると、無線チャネル上で従来の単一搬送波変調を使用して毎秒 100 万シンボルを送信する場合、各シンボルの持続時間は 1 マイクロ秒以下になります。これは同期に厳しい制約を課し、マルチパス干渉の除去を必要とします。毎秒 100 万シンボルを 1,000 個のサブチャネルに分散すると、ほぼ同じ帯域幅で直交性を保つために、各シンボルの持続時間を 1,000 倍 (つまり 1 ミリ秒) にすることができます。各シンボル間にシンボル長の 1/8 のガード インターバルを挿入すると仮定します。マルチパス時間拡散 (最初のエコーと最後のエコーの受信間の時間) がガード インターバル (つまり 125 マイクロ秒) より短い場合、シンボル間干渉を回避できます。これは、パスの長さの最大差が 37.5 キロメートルに相当します。

ガードインターバル中に送信されるサイクリックプレフィックスは、OFDMシンボルの末尾をガードインターバル内にコピーしたもので構成され、ガードインターバルの後にOFDMシンボルが送信されます。ガードインターバルがOFDMシンボルの末尾のコピーで構成されている理由は、受信機がFFTを用いてOFDM復調を行う際に、各マルチパスに対して正弦波のサイクル数を整数倍して積分できるようにするためです。

超広帯域（UWB）などの一部の規格では、送信電力の最適化のため、サイクリックプレフィックスはスキップされ、ガードインターバル中は何も送信されません。そのため、受信機はOFDMシンボルの末尾部分をコピーして先頭部分に追加することで、サイクリックプレフィックスの機能を模倣する必要があります。

周波数選択性チャネル条件の影響、例えばマルチパス伝搬によるフェージングなどは、サブチャネルが十分に狭帯域である場合（つまり、サブチャネルの数が十分に多い場合）、OFDMサブチャネル全体で一定（平坦）とみなすことができます。これにより、受信機で周波数領域等化が可能になり、従来の単一キャリア変調で使用される時間領域等化よりもはるかに簡単になります。OFDMでは、イコライザは各OFDMシンボル内の検出された各サブキャリア（各フーリエ係数）に定数複素数、またはめったに変更されない値を乗じるだけで済みます。根本的には、より単純なデジタルイコライザの方が優れています。なぜなら、演算回数が少なくなり、イコライザにおける丸め誤差が少なくなるからです。これらの丸め誤差は数値ノイズとみなすことができ、避けられません。

私たちの例: 上記の数値例の OFDM 等化では、サブキャリアとシンボルごとに 1 つの複素数値乗算が必要になります (つまり、${\displaystyle \scriptstyle N\,=\,1000}$OFDMシンボルあたり複素乗算（つまり、受信機側で毎秒100万回の乗算）が必要です。FFTアルゴリズムには${\displaystyle \scriptstyle N\log _{2}N\,=\,10,000}$[これは不正確です。これらの複素乗算の半分以上は自明で、つまり 1 に等しく、ソフトウェアまたはハードウェアで実装されていません]。受信側と送信側の両方で、OFDM シンボルごとに複素数値の乗算 (つまり、1 秒あたり 1,000 万回の乗算) が行われます。これは、例で言及されている対応する 100 万シンボル/秒のシングルキャリア変調の場合と比較する必要があります。この場合、FIR フィルタを使用した 125 マイクロ秒の時間拡散の等化には、単純な実装では、シンボルごとに 125 回の乗算 (つまり、1 秒あたり 1億 2,500 万回の乗算) が必要になります。FFT 技術を使用すると、FIR フィルタベースの時間領域イコライザの乗算数を OFDM と同程度の数に減らすことができますが、受信と復号の間の遅延も OFDM と同程度になります。

DPSKやDQPSKなどの差動変調を各サブキャリアに適用する場合、これらの非コヒーレント方式はゆっくりと変化する振幅や位相の歪みに影響されないため、等化を完全に省略できます。

ある意味では、FFTや部分FFTを用いたFIR等化の改善は数学的にはOFDMに近づくものの、 OFDM技術の方が理解しやすく実装も容易であり、サブチャネルは等化係数を変化させる以外にも、異なるQAMコンスタレーションパターンや誤り訂正方式を切り替えて個々のサブチャネルのノイズや干渉特性に合わせるなど、様々な方法で個別に調整できる。

OFDMシンボルの一部のサブキャリアは、チャネル状態の測定（すなわち、各サブキャリアのイコライザゲインと位相シフト）のためのパイロット信号を伝送する場合があります^{[ 24 ] [ 25 ]} 。パイロット信号とトレーニングシンボル（プリアンブル）は、時間同期（シンボル間干渉（ISI）を回避するため）と周波数同期（ドップラーシフトによって引き起こされるキャリア間干渉（ICI）を回避するため）にも使用される場合があります。

OFDMは当初、有線および固定無線通信に使用されていました。しかし、高度に移動性の高い環境で動作するアプリケーションが増加するにつれて、マルチパス伝搬とドップラーシフトの組み合わせによって引き起こされる分散フェージングの影響がより顕著になっています。過去10年間、二重選択チャネルでのOFDM伝送を等化する方法に関する研究が行われてきました。^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}

OFDMは必ずチャネル符号化（前方誤り訂正）と組み合わせて使用​​され、ほぼ常に周波数インターリーブや時間インターリーブ、あるいはその両方を使用します。

周波数（サブキャリア）インターリーブは、フェージングなどの周波数選択性チャネル状態に対する耐性を高めます。例えば、チャネル帯域幅の一部がフェージングした場合、周波数インターリーブによって、フェージングした帯域幅内のサブキャリアから発生するビットエラーが、ビットストリーム全体に分散され、集中することがなくなります。同様に、時間インターリーブによって、ビットストリーム内で元々近接しているビットが時間的に大きく離れて送信されるため、高速伝送時に発生するような深刻なフェージングを緩和できます。

しかし、時間インターリーブは、静止受信など、ゆっくりとフェージングするチャネルではほとんど効果がなく、周波数インターリーブは、フラットフェージング（チャネル帯域幅全体が同時にフェージングする）の影響を受ける狭帯域チャネルではほとんど、あるいは全く効果がありません。

OFDMでインターリーブが用いられる理由は、誤り訂正デコーダに入力されるビットストリーム内の誤りを分散させるためである。なぜなら、このようなデコーダに誤りが集中して入力されると、デコーダはすべてのビット誤りを訂正できず、訂正されない誤りが大量に発生するからである。同様の設計の音声データ符号化方式により、コンパクトディスク（CD）の再生は堅牢になる。

OFDMベースのシステムで使用される古典的な誤り訂正符号化方式は畳み込み符号化であり、多くの場合、リード・ソロモン符号化と組み合わせて使用​​されます。通常、2つの符号化層の間には、（前述の時間および周波数インターリーブに加えて）追加のインターリーブが実装されます。外側の誤り訂正符号としてリード・ソロモン符号化が選択される理由は、内側の畳み込み復号に使用されるビタビ復号器は、誤りが集中している場合に短い誤りバーストを生成するという観察に基づいています。リード・ソロモン符号は、本質的に誤りバーストの訂正に適しています。

しかし、最近のシステムでは、通常、デコーダが目的の解に向かって反復するターボ復号原理を使用するほぼ最適なタイプの誤り訂正符号が採用されています。このような誤り訂正符号タイプの例としては、加法性白色ガウス雑音（AWGN ）チャネルでシャノン限界に近い性能を発揮するターボ符号やLDPC符号などがあります。これらの符号を実装したシステムの中には、高信号対雑音比でこれらの符号に固有のエラーフロアを改善するために、リード・ソロモン符号（例えばMediaFLOシステム）またはBCH符号（DVB-S2システム）と連結しているものもあります。^{[ 29 ]}

チャネルに関する情報をリターンチャネル経由で送信することで、厳しいチャネル状態に対する耐性をさらに高めることができます。このフィードバック情報に基づいて、適応変調、チャネル符号化、および電力割り当てをすべてのサブキャリアに適用することも、各サブキャリアに個別に適用することも可能です。後者の場合、特定の周波数範囲が干渉や減衰の影響を受ける場合、その範囲内のキャリアに対してより堅牢な変調または誤り符号化を適用することで、当該キャリアを無効にするか、動作速度を遅くすることができます。

用語離散マルチトーン変調（DMTビットローディングと呼ばれる手法を用いて、各サブキャリアごとに伝送をチャネル条件に個別に適応させるOFDMベースの通信システムのことである。例としては、ADSLやVDSL。

上り速度と下り速度は、それぞれの用途に割り当てるキャリア数を増減させることで調整できます。レート適応型DSLの中には、この機能をリアルタイムで利用するものがあり、同一チャネル干渉に応じてビットレートを調整し、最も必要とする加入者に帯域幅を割り当てます。

OFDMは、その基本形態においては、1つの通信チャネル上で1ビットストリームを1つのOFDMシンボルシーケンスを用いて伝送する方式であるため、マルチユーザチャネルアクセス方式ではなく、デジタル変調技術とみなされます。しかしながら、OFDMは、時間、周波数、または符号化によるユーザの分離を用いることで、多重アクセスと組み合わせることが可能です。

直交周波数分割多重アクセス（OFDMA）では、異なるOFDMサブチャネルを異なるユーザーに割り当てることで周波数分割多重アクセスを実現します。OFDMAは、 CDMAと同様に異なるユーザーに異なる数のサブキャリアを割り当てることで差別化されたサービス品質をサポートし、複雑なパケットスケジューリングや媒体アクセス制御方式を回避できます。OFDMAは以下のような用途で使用されます。

• IEEE 802.16ワイヤレス MAN 規格のモビリティ モードは、一般に WiMAX と呼ばれ、
• IEEE 802.20モバイル無線MAN規格（一般にMBWAと呼ばれる）は、
• 3GPP Long-Term Evolution (LTE) 第4世代モバイルブロードバンド規格のダウンリンク。無線インターフェースは以前はHigh Speed OFDM Packet Access (HSOPA)と呼ばれていましたが、現在はEvolved UMTS Terrestrial Radio Access (E-UTRA)と呼ばれています。
• 3GPP 5G NR （New Radio）は、第5世代移動通信ネットワーク規格のダウンリンクとアップリンクです。5G NRはLTEの後継規格です。
• 現在は廃止されたクアルコム／3GPP2ウルトラモバイルブロードバンド（UMB）プロジェクトは、 CDMA2000の後継として構想されたものの、LTEに取って代わられた。

OFDMAは、 IEEE 802.22無線地域ネットワーク（WRAN）のアクセス方式候補の一つでもあります。このプロジェクトは、VHF～低UHF帯域（テレビ帯域）で動作する、初のコグニティブ無線ベースの標準規格を設計することを目的としています。

• 802.11規格の最新の改訂版である802.11axには、高効率かつ同時通信を実現するOFDMAが含まれています。

マルチキャリア符号分割多元接続（MC-CDMA）、別名OFDM-CDMAでは、OFDMとCDMAスペクトラム拡散通信を組み合わせて、ユーザの符号化分離を行います。これにより、同一チャネル干渉を軽減できるため、手動による固定チャネル割り当て（FCA）周波数計画が簡素化されるか、複雑な動的チャネル割り当て（DCA）方式を回避できます。

OFDM方式の広域放送では、受信機は空間的に分散した複数の送信機から同時に信号を受信することでメリットを得られます。これは、送信機同士が干渉し合うのは限られた数のサブキャリアに限られ、一般的には広いエリアのカバレッジが強化されるためです。この方式は多くの国で非常に有効であり、多数の送信機が同じチャネル周波数で同じ信号を同時に送信する全国単一周波数ネットワーク（SFN）の運用を可能にします。SFNは、異なるキャリア周波数で番組コンテンツを複製する従来の多周波数放送ネットワーク（ MFN ）よりも、利用可能なスペクトルをより効率的に利用します。また、SFNは送信機の中間に位置する受信機においてダイバーシティ効果をもたらします。すべてのサブキャリアで平均化された受信信号強度が増加するため、MFNと比較してカバレッジエリアが拡大し、放送停止確率が低下します。

ガードインターバルには冗長データしか含まれていないため、容量は減少しますが、一部の放送システムなど、OFDMベースのシステムでは、SFN内で送信機をより遠くまで配置できるように、意図的に長いガードインターバルを使用しています。ガードインターバルが長いほど、SFNのセルサイズを大きくすることができます。SFN内の送信機間の最大距離に関する経験則は、信号がガードインターバル中に伝搬する距離に等しいというものです。例えば、200マイクロ秒のガードインターバルであれば、送信機を60km離して配置することができます 。

単一周波数ネットワークは、送信機マクロダイバーシティの一形態である。この概念は、タイムスロットごとにSFNのグループ分けが変更される動的単一周波数ネットワーク（DSFN）にも応用できる。

OFDMは、アンテナアレイやMIMOチャネルなど、他の空間ダイバーシティ方式と組み合わせることができます。これは、 IEEE 802.11無線LAN規格で採用されています。

OFDM信号は、サブキャリアの位相が独立しているため、しばしば建設的に合成されることから、高いピーク対平均電力比（PAPR）を示します。この高いPAPRに対処するには、次のことが必要です。

• 送信機に搭載された高解像度デジタル・アナログ変換器（DAC）
• 受信機に搭載された高解像度アナログ・デジタル変換器（ADC）
• 線形信号チェーン

信号経路に非線形性があると、相互変調歪みが発生し、

• ノイズフロアを上げる
• キャリア間干渉を引き起こす可能性があります
• 帯域外のスプリアス放射を発生させる

線形性要件は厳しく、特に送信機のRF出力回路では、消費電力を最小限に抑えるためにアンプが非線形に設計されることが多い。実際のOFDMシステムでは、上記の弊害との適切なトレードオフとして、PAPRを制限するためにわずかなピーククリッピングが許容される。しかし、帯域外スプリアスを許容レベルまで低減するために必要な送信機出力フィルタは、クリッピングされたピークレベルを復元する効果があるため、クリッピングはPAPRを低減する効果的な方法ではない。

OFDMのスペクトル効率は地上通信と宇宙通信の両方にとって魅力的であるが、高いPAPR要件のため、これまでのところOFDMの応用は地上システムに限られている。

n個の無相関サブキャリアを持つOFDMシステムのクレストファクターCF（dB単位）は^{[ 30 ]である。}

$CF=10\log _{10}(n)+CF_{c}}$

ここで、CF _cは各サブキャリアのクレストファクター（dB単位）です。（BPSKおよびQPSK変調に使用される正弦波の場合、 CF _cは3.01 dBです。） 

例えば、2KモードのDVB-T信号は、それぞれQPSK変調された1705個のサブキャリアで構成されており、クレストファクターは35.32  dBである。^{[ 30 ]}

反復クリッピングに基づくものなど、多くの PAPR (またはクレスト ファクター) 低減技術が開発されてきました。 ^{[ 31 ]} 長年にわたり、通信システムにおける PAPR を低減するためのモデル駆動型アプローチが数多く提案されてきました。近年、エンドツーエンド通信ネットワークにおける継続的な研究の一環として、PAPR 低減のためのデータ駆動型モデルの検討への関心が高まっています。これらのデータ駆動型モデルは、高 PAPR によって生じる課題に効果的に対処するための革新的なソリューションと新たな探求の道筋を提供します。研究者は、データ駆動型技術を活用することで、電力利用を最適化することにより、通信ネットワークのパフォーマンスと効率を向上させることを目指しています。 ^{[ 32 ] [ 33 ]}

FM受信機に必要なダイナミックレンジは120dBですが、DABでは約90dBしか必要ありません。^{[ 34 ]}比較すると、サンプルあたりのビットが1つ増えるごとにダイナミックレンジは6dB増加します。

OFDM搬送波信号は、複数の直交サブキャリアの総和であり、各サブキャリア上のベースバンドデータは、一般的に直交振幅変調（QAM）または位相偏移変調（PSK）を用いて独立して変調されます。この複合ベースバンド信号は、通常、主RF搬送波の変調に使用されます。

${\displaystyle s[n]}$はバイナリ数字のシリアルストリームです。逆多重化により、これらはまず に逆多重化されます。${\displaystyle N}$並列ストリームは、それぞれが（場合によっては複雑な）シンボルストリームに、何らかの変調方式（QAM、PSKなど）を用いてマッピングされます。変調方式は異なる場合があるため、ストリームによってはビットレートが異なる場合があります。

各シンボルセットに対して逆FFTが計算され、複素時間領域サンプルのセットが得られます。これらのサンプルは、標準的な方法で直交混合されて帯域通過します。実数部と虚数部は、まずデジタル-アナログ変換器（DAC）を使用してアナログ領域に変換されます。次に、アナログ信号を使用して、搬送波周波数でコサイン波とサイン波を変調します。${\displaystyle f_{\text{c}}}$それぞれ。これらの信号は加算されて伝送信号になります。${\displaystyle s(t)}$。

受信機が信号を受信する${\displaystyle r(t)}$これは、搬送周波数のコサイン波とサイン波を使用してベースバンドに直交混合されます。これにより、中心周波数も生成されます。$2f_c$そのため、低域通過フィルタを使用してこれらの信号を除去します。ベースバンド信号は、アナログ-デジタル変換器（ADC）を使用してサンプリングおよびデジタル化され、順方向FFTを使用して周波数領域に変換されます。

これは以下を返します${\displaystyle N}$並列ストリームはそれぞれ適切なシンボル検出器を使用してバイナリストリームに変換されます。これらのストリームはその後シリアルストリームに再結合されます。${\displaystyle {\hat {s}}[n]}$これは、送信機における元のバイナリストリームの推定値です。

以下の表に、一般的なOFDMベースのシステムの主な特徴を示します。

OFDMは、 ANSI T1.413およびG.dmt （ITU G.992.1）規格に準拠したADSL接続で使用され、そこでは離散マルチトーン変調（DMT）と呼ばれています。^{[ 39 ]} DSLは、既存の銅線で高速データ接続を実現します。OFDMは、後継規格であるADSL2、ADSL2+、VDSL、VDSL2、およびG.fastでも使用されています。ADSL2は、BPSKから32768QAMまでの可変サブキャリア変調を使用します（ADSL用語では、これはビットローディング、またはトーンあたりのビット、サブキャリアあたり1～15ビットと呼ばれます）。

長い銅線は高周波域で減衰しやすい。OFDMはこのような周波数選択的な減衰や狭帯域干渉に対処できるため、ADSLモデムなどの用途で頻繁に利用されている。

OFDMは、電力線を介してデジタル接続を拡張するために多くの電力線デバイスで使用されています。適応変調は、電気配線のようなノイズの多いチャネルでは特に重要です。一部の中速スマートメータリングモデム「Prime」と「G3」は、 電力線環境におけるシンボル間干渉を克服するために、控えめな周波数（30～100 kHz）と控えめなチャネル数（数百）でOFDMを使用しています。^{[ 40 ]} IEEE 1901規格には、両方ともOFDMを使用する互換性のない2つの物理層が含まれています。^{[ 41 ]}既存の家庭用配線（電力線、電話線、同軸ケーブル）を介して高速ローカルエリアネットワークを提供するITU-T G.hn規格は、適応変調と低密度パリティチェック（ LDPC）FECコードを備えたOFDMを規定するPHY層に基づいています。^{[ 36 ]}

OFDMは、 IEEE 802.11a/g/nやWiMAXを含む無線LANおよびMANアプリケーションで広く使用されています。

IEEE 802.11a/g/nは、2.4GHz帯と5GHz 帯で動作し、ストリームごとのエアサイドデータレートは6～54Mbit/sと規定されています。両方のデバイスが「HTモード」（ 802.11n で追加）を使用できる場合、ストリームごとの最大20MHzレートは72.2Mbit /sに増加し、40MHzチャネルを使用して13.5～150Mbit /sのデータレートを選択することもできます。4種類の変調方式（BPSK、QPSK、16- QAM、64-QAM）と、一連の誤り訂正率（1/2～5/6）が使用されます。これらの選択肢により、システムは現在の信号状況に応じて最適なデータレートに適応できます。    

OFDMは現在、3.1～10.6GHzの超広帯域スペクトルにおける高速無線パーソナルエリアネットワーク向けのWiMedia/Ecma-368規格でも使用されている（MultiBand-OFDMを参照）。 

ヨーロッパとアジアの多くの地域では、地上デジタルテレビ（ DVB-T、DVB-H、T-DMB）およびラジオ（EUREKA 147 DAB、Digital Radio Mondiale、HD Radio、T-DMB ）の放送にOFDMが採用されている。

超広帯域（UWB）無線パーソナルエリアネットワーク技術では、マルチバンドOFDM（MB-OFDM）のようにOFDMを使用することもあります。このUWB仕様はWiMedia Alliance（以前はマルチバンドOFDM Alliance [MBOA]とWiMedia Allianceの両方が提唱していましたが、現在は両団体が合併）によって推進されており、競合するUWB無線インターフェースの1つです。

高速低遅延アクセスとシームレスなハンドオフを備えた直交周波数分割多重方式(Flash-OFDM) は、F-OFDM とも呼ばれ、OFDM をベースとしており、より上位のプロトコル層も規定しています。これは Flarion によって開発され、2006 年 1 月にQualcommに買収されました。 ^{[ 48 ] [ 49 ]} Flash-OFDM は、 GSMおよび3Gネットワークと競合するパケット交換セルラー ベアラとして販売されました。例として、ヨーロッパ で以前NMT-450およびC-Net C450 (どちらも 1G アナログ ネットワークで、現在はほとんど廃止されています) によって使用されていた 450 MHz 周波数帯域が Flash-OFDM オペレーターにライセンスされています。

フィンランドでは、ライセンス保有者のDigitaが2007年4月から国内の一部地域で全国的な「@450」無線ネットワークの展開を開始した。2011年にDatameがこれを買収した。^{[ 50 ]} 2012年2月、Datameは450MHzネットワークを競合するCDMA2000 技術にアップグレードすると発表した。^{[ 51 ]}

スロバキアのSlovak Telekomは、最大下り速度5.3 Mbit/s、最大上り速度1.8 Mbit/sのFlash-OFDM接続^{[ 52 ]}を提供しており、スロバキア人口の70%以上をカバーしています。Flash -OFDMネットワークは、2015年9月30日にスロバキアの大部分で停止されました。 ^{[ 53 ]}  

T-Mobile Germanyは、2005年から2015年まで、ドイツ鉄道のICE高速列車のWi-FiホットスポットのバックホールにFlash-OFDMを使用していたが、その後UMTSとLTEに切り替えた。^{[ 54 ]}

アメリカの無線通信事業者Nextel Communicationsは、2005年にFlash-OFDMを含む無線ブロードバンドネットワーク技術のフィールドテストを実施した。^{[ 55 ]} Sprintは2006年に同社を買収し、スケーラブル直交周波数分割多重アクセス（SOFDMA）技術に基づくWiMAXのモバイル版を展開することを決定した。 ^{[ 56 ]}

Citizens Telephone Cooperativeは、2006年3月にバージニア州の一部地域の加入者向けにFlash-OFDM技術に基づくモバイルブロードバンドサービスを開始しました。利用可能な最大速度は1.5  Mbit/sでした。^{[ 57 ]}このサービスは2009年4月30日に終了しました。^{[ 58 ]}

W-OFDMは、標準的なOFDMの進化形であり、いくつかの利点がある。

主な利点として、W-OFDMのサイドローブレベルが低いことが挙げられます。これにより、ICI（相互干渉）が低減され、狭帯域干渉に対する耐性が向上します。これらの特性は、特にPLC（電力線通信）において有用です。PLCでは、ほとんどの回線が電磁ノイズに対するシールドが施されていないため、ノイズの多いチャネルやノイズスパイクが発生しやすいからです。

2つの変調技術を比較すると、両方のアルゴリズムの複雑さはほぼ同じであることがわかります。^{[ 59 ]}