窥视下一代无线宽带技术WiMAX

2019-11-05 02:14:25

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供稿：网友

　　Wi-Fi技术的风行，让不少朋友体验到无线连接带来的方便性，但遗憾的是，Wi-Fi只能在热点四周百米范围内发挥作用，并不能像手机那样，拥有随时随地通信的功能。假如说在不远的将来，你想连接到互联网就像手机那样方便，随时随地都可以享受高速冲浪的乐趣，你相信吗？WiMAX的出现就将把这个美好的愿望转变为现实。

　　在今年召开的两次IDF大会上，英特尔更是把WiMAX作为演讲的主题之一。借助WiMAX技术，英特尔不但可以巩固自身在笔记本电脑上的霸主地位，还有机会在移动宽带等通信领域占有一席之地。面对如此可怕的“巨爪”，你一定想深入了解WiMAX技术吧？下面就让我们一起揭开WiMAX的神秘面纱。

　　 WiMAX

　　图1 WiMAX时代即将来临

　　WiMAX是什么？

　　WiMAX的英文全称为“Worldwide InterOperability for Microwave access”，对应的中文译名是“微波接入全球互通”，在众多的无线家族成员中，它以IEEE 802.16系列宽频无线标准为基础。WiMAX技术的出现，弥补了Wi-Fi传输距离短的缺陷，同Wi-Fi一样，它也须要创建一个“热点”，但其网络覆盖范围是Wi-Fi无法比拟的，WiMAX的传输距离高达50公里，传输速度最高可达75Mbps。对于须要随时随地高速接入互联网的朋友，WiMAX是一种很好的技术解决方案，人们习惯上又把WiMAX称为“无线DSL”。

　　目前IEEE 802.16包括两项标准：IEEE 802.16a和IEEE 802.16e。IEEE 802.16a是2003年1月IEEE对 802.16标准的修订版，它对原来的频率范围进行了扩展；IEEE 802.16e与IEEE 802.16a保持兼容，主要加强了移动性，堪称WiMAX的移动版，未来的迅驰套件将整合该技术。

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　　图2 IEEE 802.16可满足无线宽带接入的需要

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　　图3 封装了WiMAX无线芯片的板卡

　　WiMAX凭什么吸引你？

　　1.传输距离远、速度快

　　在信息的传播方式上，WiMAX技术同手机类似，同样借助无线基站进行数据传输。当频宽为20MHz时，数据传输速率最高可以达到75Mbps，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。高达50公里的覆盖范围，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，无线网络的应用范围大大扩展。

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　　图4 无线局域网通过WiMAX设备接入互联网

　　2.QoS（服务质量）机制完善

　　为了提高通讯服务质量，IEEE 802.16对介质访问层（MAC）进行了诸多改进，引入了TDMA（Time Division Multiple Access，时分多码）上行/下行协议，可以对用户接入网络进行智能控制，不但改善了系统的时延特性，提高了服务的可靠性，还可以提供优质的语音和图像服务。

　　为了让运营商对服务拥有更多的控制权，WiMAX答应对通讯带宽的频率分布进行调整，根据用户需求提供速度和服务范围。比如某基站被分配到20MHz的通讯频谱，使用者可以把它划成平均为二、或者平均为四的通道，从而为用户提供不同的连接速度。

　　　3.高度的数据安全性

　　除了速度和传输距离，无线网络的安全性也是用户关心的焦点，谁都不希望机密文件被他人轻易获取。为了免除人们的后顾之忧，WiMAX提供了完善的加密机制，它在介质访问层（MAC）中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到完善的安全保护。

　　WiMAX为何有如此出色的表现？

　　不同的无线传输方式，传输速度及距离也不尽相同，到底是什么原因造成这种“百花齐放”的格局？与其他无线技术一样，WiMAX同样使用载波通讯方式，待传输的二进制数据使用预先指定的调制技术，调制到无线电波后，经由载波传输至目标端，再由接收终端解调，将数据还原。不同的无线传输技术赖以生存的工作机制互不相同，比如工作频带、调制技术以及多址方式的不同，最终造成了数据传输速率、传输距离等方面的差异。

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　　图5 在不同层次的区域使用不同的调制技术

　　在无线电波采用同样频宽的条件下，调制技术直接关系到无线传输的实际性能。WiMAX采用QPSK（Quaternary Phase Shift Keying，四相移相键控调制）、16-QAM（Quadrature Amplitude Modulation，16位的正交振幅调制）和64-QAM（64位的正交振幅调制）三项调制技术，根据传输距离的远近以及稳定性等因素，WiMAX可以智能决定使用哪种调制技术。

　　四相移相键控调制技术的原理比较简单，它利用载波的四种不同相位差（0°、90°、180°和270°）来表达数据，比起只用载波的0、π相位来表示二进制数据的二相移相键控技术，实际性能可以提升一倍，一般应用于距离远、终端数量多的区域。

　　正交振幅调制技术就要复杂一些，它具有充分利用带宽、抗噪声强等特点。通过专门的比特/符号编码器，待发送的数据被分成速率各为原来1/2的两路信号，分别与一对正交调制分量相乘，求和后发送；接收端在收到信息后，只须正交解调出两个相反码流，通过均衡器补偿由信道引起的失真，最后由判决器识别复数信号并映射回原始的二进制数据。16-QAM与64-QAM的区别只在于二者的数据位宽不同，后者可以提供比前者高出50%的数据传输率，其中性能最好的64-QAM用于基站四周，与基站较远的周边区域使用16-QAM。

　　通过使用健全的调制方案，WiMAX能以较高的频谱效率提供较大的长距离吞吐率，根据连接情况，基站还可以自动牺牲吞吐率来确保稳定性，比如不能使用64-QAM建立稳定的连接时，改为16-QAM便可加大有效传输距离。

　　　WiMAX、Wi-Fi、3G，谁将生存下来？

　　1.WiMAX会威胁Wi-Fi的地位吗？

　　比起Wi-Fi，WiMAX拥有更多的技术优势，传输距离更是让Wi-Fi望尘莫及。WiMAX的出现，会不会威胁到Wi-Fi的地位呢？目前Wi-Fi正在逐渐普及，未来的802.11n更是拥有出色的表现，最高速度可达500Mbps以上，传输距离可达数公里，在无线局域网的连接速度上，未来Wi-Fi的“能耐”是WiMAX所不能代替的。现在比较一致的看法，就是Wi-Fi凭借着传输距离上的出色表现，更加适合用户外出时使用，满足高速无线接入互联网的需求。

　　2.WiMAX会是3G的终结者吗？

　　WiMAX的覆盖范围非常宽广，传输速度更是3G所不能比拟的，有人认为WiMAX将是3G的终结者，但实际情况会是这样吗？事实上，3G的大范围漫游能力是WiMAX所不具备的，而且3G体系经过数年的发展已经初具规模，终端方面比起初出茅庐的WiMAX要丰富和成熟多了。普遍认为，WiMAX将扮演无线局域网和广域网结合点的角色。

　　假如用WiMAX来部署热点，人们就不用再谈论某个场所是否有无线连接，而是说某个城市、某个区是否有无线连接，面对这样的情形，难道你不心动吗？更快、更远、更便宜，让我们一起迎接无线世界的美好前景！

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