22、远程通信系统与协议（广域网）

远程通信系统与协议（广域网）

1. 5G 相关技术发展

1.1 频谱效率提升与新波形

为提升频谱效率（bps/Hz），可采用 D2D 和 M - MIMO 技术，同时改变空中接口和引入新无线电技术。4G - LTE 使用 OFDM 技术，适合大数据传输，但对于物联网（IoT）和大规模机器类型通信（mMTC），数据包较小，OFDM 的开销会影响密集 IoT 部署中的延迟。因此，正在设计新的波形：
- 非正交多址接入（NOMA）：允许多个用户共享无线介质。
- 滤波器组多载波（FBMC）：通过数字信号处理器（DSP）控制子载波信号的形状以消除旁瓣。
- 稀疏码多址接入（SCMA）：允许将数据映射到不同码本中的不同代码。

1.2 降低延迟

国际电信联盟（ITU）和第三代合作伙伴计划（3GPP）致力于降低延迟。这对于 5G 的应用场景，如交互式娱乐、虚拟现实头戴设备以及工业自动化至关重要，同时也有助于降低功耗。4G - LTE 在 1ms 子帧上的延迟可达 15ms，而 5G 目标是实现亚 1ms 延迟，这将通过使用小型小区进行路由而非拥塞的宏小区来实现。此外，设备到设备（D2D）通信架构也在规划中，可将小区基础设施从用户设备（UE）之间的通信数据路径中移除。

1.3 4G 与 5G 共存

由于 5G 的全面部署需要数年时间，4G 系统将继续存在，需要建立一个共存期。版本 15 将为整体架构添加更多定义，如信道和频率选择。从物联网架构师的角度来看，5G 是一项值得关注和规划的技术。

2. LoRa 和 LoRaWAN

2.1 概述