摘 要：文章分別介紹了Wi- Fi、WiMax 技術(shù)的主要特點， 著重對兩種技術(shù)的物理層、MAC 層進行分析研究， 并對兩者進行了比較， 并對兩種技術(shù)發(fā)展趨勢進行了展望。

　　1. 引言

　　在移動通信飛速發(fā)展的今天， 寬帶無線接入技術(shù)（WLAN ）作為下一代通信網(wǎng)中發(fā)展?jié)摿Φ慕尤爰夹g(shù)之一， 正受到業(yè)界廣泛關(guān)注。而Wi- Fi 和WiMax 技術(shù)在WLAN 技術(shù)中扮演了十分重要的角色。Wi- Fi 技術(shù)在歐美的成功商用在第三代通信系統(tǒng)時前景不太樂觀的情況下突顯它的優(yōu)勢；WiMax 于2007 年10 月19 日被ITU 正式批準成為3G 標準之一， 人們對它的關(guān)注再掀起熱潮。本文將這兩種技術(shù)從物理層、MAC層等多角度進行了比較， 探討了它們各自的應(yīng)用領(lǐng)域及前景。

　　2. Wi- Fi、WiMax 概述

　　2. 1Wi- Fi 概念及其主要特點

　　Wi- Fi 全稱為W irelessF idelity, 中文名為無線保真技術(shù)，又稱IEEE802. n 標準。和藍牙技術(shù)一樣， 它也屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術(shù)。它的優(yōu)點就是傳輸速度較高。另外， 它的有效距離可達百米， 同時還可以和現(xiàn)在已有的各種IEEE802. n 設(shè)備兼容。現(xiàn)在流行的筆記本電腦技術(shù)--迅馳技術(shù)就是基于該標準的。

　　Wi- Fi 的主要特點是： 安裝便捷； 易擴展， 每個A P 可以支持100 多個用戶的接入， 只需要在現(xiàn)有的無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)之上增加A P, 就可以把幾個用戶的小型網(wǎng)絡(luò)擴展成為幾百、幾千個用戶的大型網(wǎng)絡(luò)； 提供可靠的數(shù)據(jù)傳送； 高移動性， 在無線局域網(wǎng)信號覆蓋范圍內(nèi)， 各個節(jié)點可以不受地理位置的限制進行任意移動。

　　2. 2WiMax 概念及其主要特征

　　WiMax （Wo rld Interoperability fo r M icrow ave A ccess） 全稱為微波接入互操作性，WiMax 已成為IEEE 802. 16 標準的代名詞， 是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術(shù)， 能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。WiMax 推行的IEEE802. 16 標準在具有高速率數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)勢的同時， 兼具一定范圍內(nèi)的移動性。W iM ax在部署、配置、安全性、QO S、長距離覆蓋等方面優(yōu)勢突出， 尤其適用于解決城域網(wǎng)建設(shè)的"一公里"接入問題。

　　WiMax 的主要特征是： 傳輸距離遠、接入速度高； 接入靈活、系統(tǒng)容量大； 提供廣泛的多媒體通信服務(wù)； 提供安全保證；對移動性具有良好的支持能力； 應(yīng)用范圍廣。

　　3. Wi- Fi 與WiMax 技術(shù)標準的結(jié)構(gòu)分析

　　Wi- Fi、WiMax 覆蓋范圍的不同以及其他相關(guān)性能要求的差異性， 決定它們采用的協(xié)議和體系有較大的差別。

　　3. 1Wi- Fi 標準的協(xié)議結(jié)構(gòu)

　　無線局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)簡單， 在單一的局域網(wǎng)內(nèi)不存在復(fù)雜的中轉(zhuǎn)、路由等網(wǎng)絡(luò)控制， 網(wǎng)絡(luò)層非常簡單， IEEE 802 僅規(guī)定數(shù)據(jù)鏈路層及物理層。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路層（LLC層） 和媒體訪問控制層（MAC 層）。802. 11 協(xié)議集對LLC 層和MAC 層的規(guī)定是一致的， 但對物理層的規(guī)定是不同的。

　　3. 1. 1 物理層

　　物理層的任務(wù)是定義與實現(xiàn)建立、維持和拆除物理連接信道所需的機械、電氣的特性與規(guī)則。大多數(shù)Wi- Fi 技術(shù)產(chǎn)品采用擴頻技術(shù)， 以保證無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴⑼暾院驮诓煌l段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不會相互干擾。擴頻技術(shù)有直序擴頻和跳頻擴頻， 由于跳頻擴頻抗干擾性能較好、成本較低， 因此WLAN 常采用該擴頻技術(shù)。

　　3. 1. 2MAC 層

　　MAC 層在LLC 層的支持下為共享介質(zhì)PHY 提供訪問控制功能（如尋址方式、訪問協(xié)調(diào)、幀校驗序列生成的檢查以及LLCPDU 定界等）。MAC 層在LLC 層的支持下執(zhí)行尋址方式和幀識別功能。MAC 層采用CSMA -CD （載波監(jiān)聽多路訪問？沖突避免） 協(xié)議， 該協(xié)議只適合數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸， 不能保證業(yè)務(wù)的QoS, 如時延要求， 不適合視頻、語音業(yè)務(wù)； 每個Wi- Fi 接入點服務(wù)的用戶也非常有限。

　　Wi- Fi 技術(shù)的MAC 層具有3 個主要功能： 無線介質(zhì)訪問、網(wǎng)絡(luò)連接、提供數(shù)據(jù)驗證和保密。IEEE 802. 11 標準提供兩種服務(wù)（開放系統(tǒng)、共享密鑰） 和加密來增強網(wǎng)絡(luò)安全性。

　　3. 1. 3 LLC 層

　　LLC 層的任務(wù)是完成兩通信實體間邏輯鏈路上的數(shù)據(jù)幀傳輸與控制， 是模型的層， 具有與數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議相似的功能。此外，LLC 層為其上層提供數(shù)據(jù)報與虛鏈路服務(wù)。

　　3. 2WiMax 標準的協(xié)議結(jié)構(gòu)

　　WiMax 的高性能與其嚴密、完善的體系結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，WiMax 標準結(jié)構(gòu)由MAC 層和PHY 層構(gòu)成。

　　3. 2. 1 MAC 層

　　MAC 層包括匯聚子層（CS 層）、公共子層（CPS 層） 和加密子層（SS 層）。

　　（1） 匯聚子層： 它主要完成外部數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換和映射。它從CSSA P 接收外部？高層數(shù)據(jù)， 然后通過MAC SA P 由CPS 子層接收， 并映射進MAC SDU s.

　　（2） 公共子層： 它是MAC 層性能實現(xiàn)的層， 系統(tǒng)的接入、帶寬的支配、連接的建立與維護等功能均需要它的支持。CP負荷傳輸?shù)皆撟訉樱?該子層并不需要理解CP 負荷的格式或者解析CP 負荷的意義。該子層通過MAC SA P 接收數(shù)據(jù)， 然后分類進入特定的MAC 連接。

　　（3） 加密子層： 該子層主要完成、密鑰的交換和加密等功能。SS 子層（Security Sublayer） 主要包括兩個協(xié)議， 即數(shù)據(jù)包加密封裝協(xié)議和密鑰管理協(xié)議（PKM ） , 前者對通過BWA 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包進行加密， 后者實現(xiàn)SS 和BS 之間密鑰的安全分配，BS 可以通過PKM 協(xié)議提供有條件的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

　　此外，MAC 層還支持網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)和ARQ 機制。PM P 模式與M ESH 模式的不同在于： PMP 模式中數(shù)據(jù)流僅在BS 和SS 之間傳輸； 而在M ESH 模式中， 數(shù)據(jù)流可以在SS 之間傳輸，即一個SS 可以通過其他SS 路由。

　　3. 2. 2 物理層

　　WiMax 物理層PHY 包括傳輸匯聚子層（T ransm issionCS） 和物理媒體獨立子層（PMD） , 用于為通過SA P 鏈接的BS與SS 的MAC 實體提供服務(wù)， 具體包括動態(tài)自適應(yīng)調(diào)制信道編碼以及雙工和多址操作。

　　4Wi- Fi 與WiMax 技術(shù)特點比較

　　Wi- Fi 與WiMax 技術(shù)主要特點比較如表1 所示：

　　5 兩者發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用展望

　　從目前世界上絕大部分Wi- Fi 商業(yè)運營網(wǎng)絡(luò)的運行狀況來看，Wi- Fi 面臨的主要受技術(shù)本身限制，QoS、安全性、有效漫游等問題是其今后拓展應(yīng)用的技術(shù)障礙， 另外由于它設(shè)備簡單業(yè)務(wù)比較單一， 目前絕大部分Wi- Fi 網(wǎng)絡(luò)運營商還沒有實現(xiàn)大幅度贏利， 但是分析家認為， 它作為無線寬帶接入的主要技術(shù)之一， 它仍然有廣闊的應(yīng)用前景。

　　而WiMax 技術(shù)發(fā)展的前景如何， 從目前來看不是技術(shù)問題， 主要的問題是發(fā)展的時間和頻率資源問題。特別是頻段問題， 國際上至今并沒有給支持移動應(yīng)用的WiMax 分配統(tǒng)一的工作頻率， 這嚴重制約了WiMax 技術(shù)的發(fā)展。隨著WiMax 加入IM T- 2000 成功， 對WiMax 技術(shù)無疑是個巨大的機遇， 同時也是挑戰(zhàn)。同為TDD 系統(tǒng)，WiMax 面臨與TD- SCDMA 在市場資源、頻率資源的激烈爭奪。

　　6 結(jié)語。

　　無論是WiMax 還是Wi- Fi, 都存在一些發(fā)展的局限條件，考慮兩種技術(shù)的相似性和包容度， 可以預(yù)言， 在今后相當長的時間內(nèi)兩者將互補共存、和諧發(fā)展， 在重疊區(qū)有一定程度的相互競爭。