9、无线通信与传感器网络技术解析

无线通信与传感器网络技术解析

1. 无线通信技术概述

无线通信技术不断发展，从 1G 到 6G 经历了巨大的变革。调制技术在不同代际的无线通信中发挥着重要作用。例如，自适应宽带 CDMA、多载波 OFDMA、自适应 TDMA 和超宽带（UWB）接收器元素是 4G 和 5G 的组成部分。

1.1 OFDM 与 OFDMA

正交频分复用（OFDM）是一种新的无线通信调制系统，包含在 5G 中。它结合了正交幅度调制（QAM）和频分复用（FDM）的优点，是一种在不牺牲频谱效率的情况下实现高数据速率的有效方法。正交频分多址（OFDMA）是 OFDM 的改进，允许多个设备共享一个无线信道，从而更有效地利用信道。在 4G 和 5G 网络中，OFDMA 已经得到应用，在无线局域网（WLAN）中，当前的 Wi-Fi 标准（IEEE 802.11ax）也使用 OFDMA 进行上下行数据传输。

1.2 编码技术

随着无线技术的发展，采用了不同的编码方案。例如，2G 探索了卷积码，3G 和 4G 使用了 Turbo 码和改进的 Turbo 码，而 5G 则使用了低密度奇偶校验（LDPC）码和极化码。LDPC 码用于信息信道，极化码用于 5G 新无线电（NR）的控制信道。这些编码具有显著的编码增益，具有计算能力低、吞吐量高和延迟低等优点，用于 5G 中的高效和无差错通信。

1.3 NOMA 技术

非正交多址接入（NOMA）技术作为 5G 通信系统的潜在组成部分受到了广泛关注。NOMA 允许多个用户有效利用同一组时间和频率资源，其方法可分为码域或功率域两类，在这两个域中 NOMA 都能够实现复用。

2. 无线传感器网