無線データ技術には多種多様な種類があり、互いに直接競合するものもあれば、特定の用途向けに設計されたものもあります。無線技術は様々な指標で評価することができ、本稿ではその一部を紹介します。
規格は、範囲の昇順に以下のように分類できます。
パーソナルエリアネットワーク(PAN)システムは、通常1人のユーザーが操作するデバイス間の短距離通信を目的としています。例としては、携帯電話用のワイヤレスヘッドセットや、腕時計と通信するワイヤレス心拍センサーなどが挙げられます。これらの技術には、ANT UWB、Bluetooth、Zigbee、ワイヤレスUSBなどの規格が含まれます。
無線センサーネットワーク(WSN/WSAN)は、一般的に、低消費電力で低コストのデバイスが無線で相互接続し、物理環境から収集したデータを収集、交換し、場合によってはそれに基づいてアクションを実行するネットワークです。これは「センサーネットワーク」と呼ばれます。ノードは通常、スター型またはメッシュ型のトポロジーで接続されます。WSAN内のほとんどの個々のノードは、通信範囲が限られていることが想定されます(Bluetooth、Zigbee、6LoWPANなど)が、特定のノードはより広範囲の通信( Wi-Fi、セルラーネットワークなど)に対応している場合があり、個々のWSANは広範囲の地理的範囲に及ぶ可能性があります。WSANの例としては、農業施設全体に配置されたセンサーの集合体が挙げられます。これらのセンサーは土壌水分レベルを監視し、データをメインオフィスのコンピュータに送信して分析や傾向モデリングを行い、水分レベルが低すぎる場合は自動散水栓をオンにするかもしれません。
広範囲の通信には、無線LAN(WLAN)が使用されます。WLANは、一般的にWi-Fiという商用製品名で知られています。これらのシステムは、ローカルネットワーク上の他のシステム(他のコンピュータ、共有プリンタ、その他のデバイスなど)やインターネットへの無線アクセスを提供するために使用されます。通常、WLANは、一般消費者のインターネットアクセスよりも、ローカルネットワーク内での速度と遅延が大幅に改善されます。WLAN機能を提供する古いシステムには、DECTやHIPERLANなどがありますが、これらは現在では広く使用されていません。WLANの典型的な特徴の1つは、ネットワーク間をシームレスに移動できない、非常にローカルな通信であることです。
セルラーネットワークまたはWANは、都市全体/国/グローバルなカバレッジエリアと、1つのアクセスポイント(多くの場合、基地局として定義される)から別のアクセスポイントへのシームレスな移動のために設計されており、非常に広いエリアをシームレスにカバーします。セルラーネットワーク技術は、第2世代2G、3G、および4Gネットワークに分けられることがよくあります。当初、2Gネットワークは音声中心、あるいは音声のみのデジタルセルラーシステムでした(アナログ1Gネットワークとは対照的です)。一般的な2G規格には、GSMとIS-95があり、 GPRS、EDGE、および1xRTTを介して拡張され、元々音声中心だった2Gネットワークのユーザーにインターネットアクセスを提供します。EDGEと1xRTTはどちらもITUによって定義された3G規格ですが、真の3G技術と比較すると速度が比較的遅く、遅延が大きいため、通常は2.9Gとして販売されています。
EV-DOやW-CDMA(HSPAおよびHSPA+を含む)といった真の3Gシステムは、回線交換とパケット交換を組み合わせたデータおよび音声サービスを最初から提供し、通常、拡張された2Gネットワークよりもはるかに高速なデータレートを実現します。これらのサービスはすべて、遠隔地でのモバイル音声アクセスとインターネットアクセスを統合的に提供するために利用できます。
4Gネットワークは、より高いビットレートと多くのアーキテクチャ上の改良を提供しますが、これらは必ずしも消費者に目に見えるものではありません。現在広く展開されている4Gシステムは、WiMAXとLTEです。これらは、従来の音声回線機能を持たない、純粋なパケットベースのネットワークです。これらのネットワークは、VoIPまたはVoLTEを介して音声サービスを提供します。
一部のシステムは、ポイントツーポイントの見通し線通信用に設計されており、2つのノードが離れすぎると通信できなくなります。一方、他のシステムは、さまざまなルーティングプロトコルのいずれかを使用してワイヤレスメッシュネットワークを形成するように設計されています。メッシュネットワークでは、ノードが直接通信するには離れすぎていても、中間ノードを介して間接的に通信することができます。
この比較には、以下の基準が含まれています。
注:記載されている速度はすべて理論上の最大値であり、外部アンテナの使用、基地局からの距離、地上速度(例えば、列車内での通信は停車時よりも劣る場合がある)など、多くの要因によって変動します。通常、帯域幅は複数の端末間で共有されます。各技術の性能は、技術のスペクトル効率、使用されるセルサイズ、利用可能なスペクトル量など、多くの制約によって決まります。
その他の比較表については、ビットレートの進歩傾向、携帯電話規格の比較、スペクトル効率比較表、およびOFDMシステム比較表を参照してください。
スループットについて議論する際には、物理層のピークデータレート、理論上の最大データスループット、および一般的なスループットを区別することがよくある。
規格におけるピークビットレートとは、前方誤り訂正符号化やその他の物理層オーバーヘッドを除いた、最速伝送モード(最速変調方式と誤り符号を使用)で物理層によって提供される正味ビットレートのことである。
エンドユーザーにとっての理論上の最大スループットは、レイヤーオーバーヘッドが大きいため、ピークデータレートよりも明らかに低くなります。しかも、完璧な実験室条件下でテストを行わない限り、この値を達成することは決してできません。
標準スループットとは、ユーザーが基地局から使用可能な範囲内にいる場合に、ほとんどの場合に経験するスループットのことです。標準スループットを正確に測定することは難しく、伝送方式(アクセスポイントから遠いほど冗長性が高まるため、低速な方式が使用されます)、パケットの再送信、パケットサイズなど、多くのプロトコル上の問題に依存します。また、同じネットワークやセルを共有する他のトラフィック、干渉、あるいは基地局以降の固定回線容量の制限などにより、標準スループットはさらに低くなる場合も少なくありません。
これらの数値は、特定の環境における特定の規格の性能を予測するために使用できるものではなく、実際の経験と比較するためのベンチマークとして使用できることに注意してください。