Qual è la differenza tra Noma e OFDM?

Noma (Non-Orthogonal Multiple Access) e OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) sono entrambe tecnologie chiave nei moderni sistemi di comunicazione wireless, ma servono a scopi diversi e hanno caratteristiche distinte. In questa spiegazione dettagliata, approfondirò le differenze tra Noma e OFDM.

1. Scopo fondamentale:

Noma (accesso multiplo non ortogonale): Noma è una tecnica di accesso multiplo utilizzata nei sistemi di comunicazione wireless per consentire a più utenti di condividere contemporaneamente la stessa frequenza e risorse temporali. È particolarmente adatto per scenari con un gran numero di dispositivi connessi, come le applicazioni Internet of Things (IoT) e le reti 5G. Noma consente a più utenti di accedere allo stesso blocco di risorse contemporaneamente utilizzando la codifica di sovrapposizione e le tecniche di cancellazione delle interferenze successive (SIC).
OFDM (Multiplexing a divisione di frequenza ortogonale): OFDM, d’altra parte, è una tecnica di modulazione e multiplexing utilizzata per trasmettere dati su un canale di comunicazione. Divide lo spettro di frequenze disponibile in più sottoportanti ortogonali, consentendo la trasmissione parallela dei dati. OFDM è comunemente utilizzato nei sistemi di comunicazione a banda larga come Wi-Fi, LTE e trasmissioni televisive digitali.

2. Assegnazione delle risorse:

Noma: In Noma, più utenti condividono lo stesso blocco di risorse in modo non ortogonale, il che significa che i loro segnali si sovrappongono nel tempo e nella frequenza. Questa condivisione non ortogonale è resa possibile dall’uso di tecniche avanzate di codifica e decodifica per separare i segnali sul lato ricevitore.
OFDM: OFDM, come suggerisce il nome, si basa su sottoportanti ortogonali. Ciascuna sottoportante è ortogonale alle altre, il che significa che non vi è alcuna sovrapposizione di tempo o frequenza. Questa ortogonalità semplifica l’elaborazione del segnale e riduce le interferenze tra le sottoportanti.

3. Multiplexing utente:

Noma: Noma ottiene il multiplexing dell’utente consentendo a più utenti di trasmettere contemporaneamente e con la stessa frequenza. Ciò si ottiene attraverso il multiplexing del dominio di potenza, in cui agli utenti vengono assegnati diversi livelli di potenza in base alle condizioni del canale, consentendo agli utenti più deboli di utilizzare le stesse risorse di quelli più forti.
OFDM: OFDM ottiene il multiplexing dell’utente tramite il multiplexing nel dominio della frequenza. Ad ogni utente viene assegnato un insieme di sottoportanti ortogonali per la trasmissione dei dati. Queste sottoportanti vengono combinate per creare un segnale composito che viene trasmesso sul canale.

4. Gestione delle interferenze:

Noma: Noma utilizza tecniche di cancellazione delle interferenze successive (SIC) sul ricevitore per decodificare i segnali provenienti da più utenti. Ciò comporta la decodifica e la sottrazione prima del segnale più forte, seguito da quello più debole. SIC consente l’estrazione dei dati di più utenti dallo stesso blocco di risorse.
OFDM: OFDM si basa sull’ortogonalità delle sottoportanti per ridurre al minimo le interferenze. L’interferenza tra le sottoportanti è intrinsecamente ridotta grazie alla loro natura ortogonale. Tuttavia, in caso di forte interferenza, per mitigarla vengono utilizzate tecniche di codifica e di equalizzazione di correzione degli errori.

5. Aree di applicazione:

Noma: Noma è adatto per scenari con un gran numero di dispositivi collegati e requisiti di elevata efficienza spettrale. Viene spesso utilizzato nelle reti 5G e nelle applicazioni IoT in cui molti dispositivi devono trasmettere piccole quantità di dati contemporaneamente.
OFDM: OFDM è ampiamente utilizzato nei sistemi di comunicazione wireless a banda larga. È la base per tecnologie come Wi-Fi (IEEE 802.11), LTE (Long-Term Evolution) e trasmissione televisiva digitale. La capacità di OFDM di gestire la propagazione multipercorso lo rende ideale per applicazioni con velocità dati elevata.

6. Efficienza spettrale:

Noma: Noma può raggiungere un’elevata efficienza spettrale consentendo a più utenti di condividere le stesse risorse contemporaneamente. Ciò si traduce in un uso più efficiente dello spettro disponibile.
OFDM: OFDM offre anche una buona efficienza spettrale ma non è così aggressivo come Noma in termini di compressione di più utenti nello stesso blocco di risorse. Si concentra maggiormente sulla mitigazione delle interferenze e sul mantenimento dell’integrità dei dati.

7. Complessità:

Noma: I ricevitori Noma possono essere più complessi rispetto ai ricevitori OFDM a causa della necessità di successiva cancellazione delle interferenze e di tecniche di decodifica avanzate.
OFDM: I ricevitori OFDM sono in genere meno complessi perché si affidano all’ortogonalità delle sottoportanti per la mitigazione delle interferenze.

8. Evoluzione e standardizzazione:

Noma: Noma è un concetto relativamente nuovo ed è stato attivamente studiato per il suo potenziale nei futuri sistemi di comunicazione wireless. Potrebbe non avere una standardizzazione così matura e diffusa come OFDM.
OFDM: OFDM esiste da diversi decenni ed è stato ampiamente standardizzato per vari standard di comunicazione wireless, rendendolo una tecnologia consolidata.

In sintesi, Noma e OFDM sono tecnologie distinte progettate per scopi diversi. Noma si concentra su tecniche di accesso multiplo per consentire a più utenti di condividere le stesse risorse contemporaneamente, mentre OFDM è una tecnica di modulazione e multiplexing utilizzata per la trasmissione di dati su canali di comunicazione.

La scelta tra Noma e OFDM dipende dai requisiti specifici del sistema di comunicazione wireless e dai compromessi tra efficienza spettrale, complessità e gestione delle interferenze. Entrambe le tecnologie svolgono un ruolo cruciale nel rendere possibile la vasta gamma di servizi di comunicazione wireless che utilizziamo oggi.