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

1. 引言

在移動通信飛速發展的今天， 寬帶無線接入技術（WLAN ）作為下一代通信網中最具發展潛力的接入技術之一， 正受到業界廣泛關注。而Wi- Fi 和WiMax 技術在WLAN 技術中扮演了十分重要的角色。Wi- Fi 技術在歐美的成功商用在第三代通信系統時前景不太樂觀的情況下突顯它的優勢；WiMax 于2007 年10 月19 日被ITU 正式批準成為3G 標準之一， 人們對它的關注再一次掀起熱潮。本文將這兩種技術從物理層、MAC層等多角度進行了比較， 探討了它們各自的應用領域及前景。

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，又稱IEEE802. n 標準。和藍牙技術一樣， 它也屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無線技術。它的最大優點就是傳輸速度較高。另外， 它的有效距離可達百米， 同時還可以和現在已有的各種IEEE802. n 設備兼容。現在流行的筆記本電腦技術--迅馳技術就是基于該標準的。

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， 只需要在現有的無線局域網基礎之上增加A P, 就可以把幾個用戶的小型網絡擴展成為幾百、幾千個用戶的大型網絡； 提供可靠的數據傳送； 高移動性， 在無線局域網信號覆蓋范圍內， 各個節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） 全稱為全球微波接入互操作性，WiMax 已成為IEEE 802. 16 標準的代名詞， 是一種面向城域網的寬帶無線接入技術， 能提供面向互聯網的高速連接。WiMax 推行的IEEE802. 16 標準在具有高速率數據傳輸優勢的同時， 兼具一定范圍內的移動性。W iM ax在部署、配置、安全性、QO S、長距離覆蓋等方面優勢突出， 尤其適用于解決城域網建設的"最后一公里"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、系統容量大； 提供廣泛的多媒體通信服務； 提供安全保證；對移動性具有良好的支持能力； 應用范圍廣。

3. Wi- Fi 與WiMax 技術標準的結構分析

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

3. 1Wi- Fi 標準的協議結構

無線局域網的結構簡單， 在單一的局域網內不存在復雜的中轉、路由等網絡控制， 網絡層非常簡單， IEEE 802 僅規定數據鏈路層及物理層。局域網的數據鏈路層分為邏輯鏈路層（LLC層） 和媒體訪問控制層（MAC 層）。802. 11 協議集對LLC 層和MAC 層的規定是一致的， 但對物理層的規定是不同的。

3. 1. 1 物理層

物理層的任務是定義與實現建立、維持和拆除物理連接信道所需的機械、電氣的特性與規則。大多數Wi- Fi 技術產品采用擴頻技術， 以保證無線數據傳輸的可靠性、完整性和在不同頻段傳輸的數據不會相互干擾。擴頻技術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。

3. 1. 2MAC 層

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

Wi- Fi 技術的MAC 層具有3 個主要功能： 無線介質訪問、網絡連接、提供數據驗證和保密。IEEE 802. 11 標準提供兩種認證服務（開放系統認證、共享密鑰認證） 和加密來增強網絡安全性。

3. 1. 3 LLC 層

LLC 層的任務是完成兩通信實體間邏輯鏈路上的數據幀傳輸與控制， 是模型的最高層， 具有與數據鏈路控制協議相似的功能。此外，LLC 層為其上層提供數據報與虛鏈路服務。

3. 2WiMax 標準的協議結構

WiMax 的高性能與其嚴密、完善的體系結構密切相關，WiMax 標準結構由MAC 層和PHY 層構成。

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： 它主要完成外部數據包的轉換和映射。它從CSSA P 接收外部？高層數據， 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 層性能實現的核心層， 系統的接入、帶寬的支配、連接的建立與維護等功能均需要它的支持。CP負荷傳輸到該子層， 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 接收數據， 然后分類進入特定的MAC 連接。

（3） 加密子層： 該子層主要完成認證、密鑰的交換和加密等功能。SS 子層（Security Sublayer） 主要包括兩個協議， 即數據包加密封裝協議和密鑰管理協議（PKM ） , 前者對通過BWA 網絡的數據包進行加密， 后者實現SS 和BS 之間密鑰的安全分配，BS 可以通過PKM 協議提供有條件的網絡接入服務。

此外，MAC 層還支持網狀網結構和ARQ 機制。PM P 模式與M ESH 模式最大的不同在于： PMP 模式中數據流僅在BS 和SS 之間傳輸； 而在M ESH 模式中， 數據流可以在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， 具體包括動態自適應調制信道編碼以及雙工和多址操作。

4Wi- Fi 與WiMax 技術特點比較

Wi- Fi 與WiMax 技術主要特點比較如表1 所示：

5 兩者發展現狀及應用展望

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

而WiMax 技術發展的前景如何， 從目前來看不是技術問題， 主要的問題是發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用的WiMax 分配統一的工作頻率， 這嚴重制約了WiMax 技術的發展。隨著WiMax 加入IM T- 2000 成功， 對WiMax 技術無疑是個巨大的機遇， 同時也是挑戰。同為TDD 系統，WiMax 面臨與TD- SCDMA 在市場資源、頻率資源的激烈爭奪。

6 結語。

無論是WiMax 還是Wi- Fi, 都存在一些發展的局限條件，考慮兩種技術的相似性和包容度， 可以預言， 在今后相當長的時間內兩者將互補共存、和諧發展， 在重疊區有一定程度的相互競爭。