无线广域网采用什么系列协议

无线广域网采用的协议丰富多样，涵盖蜂窝移动通信协议、IEEE802.20 相关协议以及低功耗广域网通信协议等。这些协议在不同的无线广域网技术中发挥关键作用，适配不同的应用场景和需求。下面将详细介绍相关系列协议。

2G 协议2G 移动通信技术主要有 GSM（全球移动通信系统）和 CDMA（码分多址）两种协议。GSM 协议采用时分多址（TDMA）技术，将时间划分为多个时隙，不同用户在各自时隙内进行通信 。它在全球范围内广泛部署，具有成熟的技术体系和庞大的用户基础 。GSM 的优势在于语音通信质量稳定，漫游功能强大，能在不同地区间实现无缝切换 。但在数据传输方面，GSM 的速率较低，最高仅能达到几十 Kbps，难以满足当前大数据量传输的需求 。CDMA 协议则利用码分多址技术，通过不同的编码序列来区分不同用户的信号 。与 GSM 相比，CDMA 在容量和抗干扰能力上表现更优，不过其网络覆盖范围相对较窄，在一些偏远地区可能信号较弱 。3G 协议3G 技术主要包括 WCDMA（宽带码分多址）、CDMA2000 和 TD - SCDMA（时分同步码分多址）三种协议 。WCDMA 由欧洲和日本提出，是目前全球应用最广泛的 3G 协议之一 。它基于 GSM 网络演进而来，在核心网部分沿用了 GSM 的架构，同时在无线接入网部分采用了宽带码分多址技术，大大提升了数据传输速率，下行速率最高可达 2Mbps 左右 。CDMA2000 由美国高通公司主导，是从 CDMA One 标准衍生而来，同样采用码分多址技术，在数据传输速率和网络覆盖方面也有不错的表现 。TD - SCDMA 是中国自主研发的 3G 标准，采用时分双工（TDD）模式，能有效利用频谱资源，支持语音、数据和多媒体等多种业务 。这三种协议在全球不同地区和运营商中有着不同程度的应用，满足了用户对移动数据业务不断增长的需求 。4G 协议4G 以 LTE（长期演进）协议为核心，包括 FDD - LTE（频分双工长期演进）和 TD - LTE（时分双工长期演进） 。LTE 协议采用正交频分复用（OFDM）技术和多输入多输出（MIMO）技术 。OFDM 技术将高速数据流分割成多个低速子数据流，调制到多个相互正交的子载波上传输，有效抵抗多径衰落，提高了频谱效率 。MIMO 技术则通过在发送端和接收端使用多个天线，利用空间复用和分集技术，增加了数据传输速率并降低了信号衰落影响 。FDD - LTE 和 TD - LTE 的主要区别在于双工方式，FDD - LTE 采用频分双工，在两个独立的对称频率信道上分别进行接收和发送；TD - LTE 采用时分双工，在同一频率信道上通过时间上的划分来实现接收和发送 。4G 网络的传输速率大幅提升，下行速率可达 100Mbps 甚至更高，为用户提供了流畅的移动互联网体验，如高速下载、高清视频播放、在线游戏等 。5G 协议5G 协议基于新空口（NR）技术，相比 4G 协议在多个方面有了重大突破 。5G NR 协议支持更高的频段，包括毫米波频段，从而实现了更大的带宽和更高的数据传输速率，理论峰值速率可达 20Gbps 。在低时延方面，5G 协议通过优化网络架构和传输机制，将端到端时延降低至 1 毫秒以内，这对于一些对实时性要求极高的应用，如自动驾驶、工业控制等至关重要 。此外，5G 协议还支持大规模物联网设备连接，一个基站可连接数十万个设备 。5G 网络切片技术也是其一大特色，它允许运营商根据不同的应用场景和服务需求，将 5G 网络虚拟划分为多个相互独立的逻辑网络切片，每个切片可提供定制化的网络性能，如带宽、时延、可靠性等 。

IEEE802.20 是为实现高速移动环境下的高速率数据传输而制定的标准，虽然目前该技术标准仍有待完善，但其在协议设计上有独特之处 。它基于分组数据的纯 IP 架构，适应突发性数据业务的性能优于 3G 技术，与 3.5G（HSDPA、EV - DO）性能相当 。在物理层技术上，以正交频分复用技术（OFDM）和多输入多输出技术（MIMO）为核心，充分挖掘时域、频域和空间域的资源，大大提高了系统的频谱效率 。在 MAC（介质访问控制）层，IEEE802.20 协议对数据帧的传输和控制进行了优化，以适应高速移动场景下的通信需求 。然而，由于一些技术和市场因素，IEEE802.20 的发展受到了一定限制 。

LoRaWAN 协议LoRaWAN 是基于 LoRa 技术的低功耗广域网通信协议，由 LoRa 联盟开发 。LoRa 技术采用线性调频扩频（CSS）技术，具有远距离、低功耗的特点 。LoRaWAN 协议在此基础上，定义了网络架构、设备与网关之间的通信机制以及安全机制等 。它支持星状拓扑结构，一个网关可以连接数以万计的终端节点 。在通信过程中，LoRaWAN 协议通过对数据的编码、调制和解调等操作，实现数据的可靠传输 。LoRaWAN 协议还提供了多种数据传输速率选择，以适应不同的应用场景和数据量需求 。例如，在智能抄表、环境监测等应用中，设备通常只需定期上传少量数据，可选择较低的数据传输速率，以降低功耗和延长电池寿命 ；而在一些对数据实时性要求较高的场景，如智能家居控制，可选择较高的数据传输速率 。SigFox 协议SigFox 是一种基于超窄带（UNB）技术的低功耗广域网通信技术，其协议设计极为简单，以最小化设备功耗为目标 。SigFox 协议主要用于传输小数据量，传输速率相对较低，一般在几十 bps 到几百 bps 之间 。在通信过程中，SigFox 设备通过超窄带信号与基站进行通信 。由于其信号带宽极窄，能够有效抵抗干扰，实现远距离通信 。SigFox 协议支持双向通信，虽然数据传输速率有限，但对于一些对数据量要求不高、对设备功耗和覆盖范围有较高要求的应用场景，如智能井盖监测、农业传感器数据传输等，具有独特的优势 。NB - IoT 协议NB - IoT 即窄带物联网，是一种基于蜂窝网络的低功耗广域网技术，其协议基于 3GPP 标准制定 。NB - IoT 协议具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低等特点 。在覆盖方面，NB - IoT 的覆盖范围比传统的 GSM 网络增强了 20dB 以上，可实现深度覆盖，即使在地下室、偏远山区等信号较弱的地方也能正常工作 。它支持大量设备连接，每个基站可连接数万个设备 。在协议实现上，NB - IoT 通过简化通信流程和数据格式，降低了设备的复杂度和功耗 。例如，在智能家居中，智能门锁、烟雾报警器等设备通过 NB - IoT 协议将状态信息传输到用户的手机上，实现远程监控和管理 。

1、什么是正交频分复用（OFDM）技术：OFDM 是一种多载波数字调制技术，将高速数据流分割为多个低速子数据流，调制到多个相互正交的子载波上传输，能有效抵抗多径衰落，提高频谱效率。2、MIMO 技术如何提高通信性能：MIMO 通过在发送端和接收端使用多个天线，利用空间复用和分集技术，增加数据传输速率并降低信号衰落影响，从而提高通信系统的性能和可靠性。3、5G 的网络切片技术是如何实现的：5G 网络切片技术通过网络功能虚拟化（NFV）和软件定义网络（SDN）技术，将物理网络资源虚拟化为多个逻辑网络切片，每个切片根据应用需求分配不同的网络资源和性能参数。