Wat is het verschil tussen Noma en OFDM?

Noma (Non-Orthogonal Multiple Access) en OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) zijn beide sleuteltechnologieën in moderne draadloze communicatiesystemen, maar ze dienen verschillende doeleinden en hebben verschillende kenmerken. In deze gedetailleerde uitleg zal ik ingaan op de verschillen tussen Noma en OFDM.

1. Fundamenteel doel:

Noma (niet-orthogonale meervoudige toegang): Noma is een techniek voor meervoudige toegang die wordt gebruikt in draadloze communicatiesystemen om meerdere gebruikers in staat te stellen tegelijkertijd dezelfde frequentie en tijdbronnen te delen. Het is met name geschikt voor scenario’s met een groot aantal verbonden apparaten, zoals Internet of Things (IoT)-toepassingen en 5G-netwerken. Noma biedt meerdere gebruikers tegelijkertijd toegang tot hetzelfde bronblok door gebruik te maken van superpositiecodering en successieve interferentie-annuleringstechnieken (SIC).
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing): OFDM is daarentegen een modulatie- en multiplextechniek die wordt gebruikt voor het verzenden van gegevens via een communicatiekanaal. Het verdeelt het beschikbare frequentiespectrum in meerdere orthogonale subdraaggolven, waardoor parallelle transmissie van gegevens mogelijk is. OFDM wordt vaak gebruikt in breedbandcommunicatiesystemen zoals Wi-Fi, LTE en digitale televisie-uitzendingen.

2. Toewijzing van middelen:

Noma: In Noma delen meerdere gebruikers hetzelfde bronblok niet-orthogonaal, wat betekent dat hun signalen elkaar overlappen in tijd en frequentie. Dit niet-orthogonale delen wordt mogelijk gemaakt door het gebruik van geavanceerde coderings- en decoderingstechnieken om de signalen aan de ontvangerzijde te scheiden.
OFDM: OFDM is, zoals de naam al doet vermoeden, afhankelijk van orthogonale subdraaggolven. Elke subdraaggolf is orthogonaal ten opzichte van de andere, wat betekent dat er geen overlap is in tijd of frequentie. Deze orthogonaliteit vereenvoudigt de signaalverwerking en vermindert interferentie tussen subdraaggolven.

3. Gebruiker multiplexen:

Noma: Noma bereikt gebruikersmultiplexing door meerdere gebruikers tegelijkertijd en op dezelfde frequentie te laten zenden. Dit wordt bereikt door middel van power domain multiplexing, waarbij gebruikers verschillende energieniveaus toegewezen krijgen op basis van hun kanaalomstandigheden, waardoor zwakkere gebruikers dezelfde bronnen kunnen gebruiken als sterkere.
OFDM: OFDM bereikt gebruikersmultiplexing via frequentiedomeinmultiplexing. Elke gebruiker krijgt een set orthogonale subdragers toegewezen voor datatransmissie. Deze hulpdraaggolven worden gecombineerd om een samengesteld signaal te creëren dat via het kanaal wordt verzonden.

4. Interferentiebehandeling:

Noma: Noma gebruikt successieve interferentie-onderdrukkingstechnieken (SIC) bij de ontvanger om de signalen van meerdere gebruikers te decoderen. Dit houdt in dat eerst het sterkere signaal wordt gedecodeerd en afgetrokken, gevolgd door de zwakkere. SIC maakt de extractie van gegevens van meerdere gebruikers uit hetzelfde bronblok mogelijk.
OFDM: OFDM vertrouwt op de orthogonaliteit van subdraaggolven om interferentie te minimaliseren. Interferentie tussen subdraaggolven wordt inherent verminderd vanwege hun orthogonale aard. In gevallen van sterke interferentie worden echter foutcorrectiecodering en egalisatietechnieken gebruikt om deze te onderdrukken.

5. Toepassingsgebieden:

Noma: Noma is zeer geschikt voor scenario’s met een groot aantal aangesloten apparaten en hoge spectrale efficiëntie-eisen. Het wordt vaak gebruikt in 5G-netwerken en IoT-toepassingen waarbij veel apparaten tegelijkertijd kleine hoeveelheden gegevens moeten verzenden.
OFDM: OFDM wordt veel gebruikt in draadloze breedbandcommunicatiesystemen. Het vormt de basis voor technologieën zoals Wi-Fi (IEEE 802.11), LTE (Long-Term Evolution) en digitale televisie-uitzendingen. OFDM’s vermogen om multipath-propagatie te verwerken, maakt het ideaal voor toepassingen met hoge datasnelheden.

6. Spectrale efficiëntie:

Noma: Noma kan een hoge spectrale efficiëntie bereiken door meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde bronnen te laten delen. Dit resulteert in een efficiënter gebruik van het beschikbare spectrum.
OFDM: OFDM biedt ook een goede spectrale efficiëntie, maar is niet zo agressief als Noma als het gaat om het samenpersen van meerdere gebruikers in hetzelfde bronblok. Het richt zich meer op het beperken van interferentie en het handhaven van de gegevensintegriteit.

7. Complexiteit:

Noma: Noma-ontvangers kunnen complexer zijn in vergelijking met OFDM-ontvangers vanwege de noodzaak van opeenvolgende interferentie-onderdrukking en geavanceerde decoderingstechnieken.
OFDM: OFDM-ontvangers zijn doorgaans minder complex omdat ze afhankelijk zijn van de orthogonaliteit van subdraaggolven voor het beperken van interferentie.

8. Evolutie en standaardisatie:

Noma: Noma is een relatief nieuwer concept en er is actief onderzoek gedaan naar de mogelijkheden ervan in toekomstige draadloze communicatiesystemen. Het kent misschien niet zo’n volwassen en wijdverbreide standaardisatie als OFDM.
OFDM: OFDM bestaat al tientallen jaren en is uitgebreid gestandaardiseerd voor verschillende draadloze communicatiestandaarden, waardoor het een gevestigde technologie is.

Samenvattend zijn Noma en OFDM verschillende technologieën die voor verschillende doeleinden zijn ontworpen. Noma richt zich op meerdere toegangstechnieken om meerdere gebruikers tegelijkertijd dezelfde bronnen te laten delen, terwijl OFDM een modulatie- en multiplextechniek is die wordt gebruikt voor gegevensoverdracht via communicatiekanalen.

De keuze tussen Noma en OFDM hangt af van de specifieke vereisten van het draadloze communicatiesysteem en de afwegingen tussen spectrale efficiëntie, complexiteit en interferentiebehandeling. Beide technologieën spelen een cruciale rol bij het mogelijk maken van het gevarieerde aanbod aan draadloze communicatiediensten waar we tegenwoordig gebruik van maken.