基于WiMax的寬帶無線接入技術(shù)研究

摘 要：WiMax是一種新型的寬帶無線接入技術(shù)，在行業(yè)內(nèi)受到了廣泛的關(guān)注。WiMax具有傳輸速率高、覆蓋范圍廣、支持移動性以及提供QoS保證和采用基于全IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)分組化、接入寬帶化以及重點移動化的合一，因此在業(yè)內(nèi)具有十分廣泛的應(yīng)用前景。據(jù)此，本文對WiMax的寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用進行了分析研究，希望對WiMax的應(yīng)用及行業(yè)的發(fā)展提供可用參考。

關(guān)鍵詞：WiMax；寬帶無線接入技術(shù)；IEEE 802.16

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.097

0 引言

在當前的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)中，蜂窩網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)是目前較為成熟應(yīng)用范圍比較廣的，除此之外，近年來發(fā)展較為迅速的無線網(wǎng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)也逐漸走入人們的視野。無線局域網(wǎng)在最初發(fā)展的時候，使用的是IEEE 802.11標準，并且發(fā)展到今天已經(jīng)獲得了十分成熟的應(yīng)用。

1 IEEE 802.16標準簡介

當前，IEEE 802.16中有多個標準，目前使用較多的標準是802.16d標準和802.16e標準，如果是固定通信網(wǎng)絡(luò)就會使用802.16d標準，如果是移動通信網(wǎng)絡(luò)使用的就是802.16e標準。802.16d標準的前身是802.16a和802.16，由于這兩個標準有重復(fù)的部分，因此對這兩個標準進行了整理，修改掉不合理的部分后形成了新的802.16d標準。802.16d標準的作用就是對物理層框架以及MAC層中的相關(guān)業(yè)務(wù)進行了定義。

2 IEEE 802.16的優(yōu)點

WiMax是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網(wǎng)技術(shù)。與其他的無線通信技術(shù)相比，IEEE 802.16的優(yōu)點如下：

（1）傳輸速率高，覆蓋范圍廣。在物理層中，WiMax所使用的編碼調(diào)制方式十分靈活，采用的是頻分復(fù)用和多天線技術(shù)，這種編碼調(diào)制方式提高了頻率的利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)無縫覆蓋，對于非視距類型的通信也能很好的支持，保證了通信質(zhì)量，而且其傳輸速率也高。

（2）QoS機制完善。WiMax的連接方式是面向?qū)ο箧溄臃绞?，在媒介傳輸控制層MAC中定義了服務(wù)質(zhì)量（QoS）機制，根據(jù)通信質(zhì)量的不同，可以分為質(zhì)量沒有保證的Internet業(yè)務(wù)、質(zhì)量普通的語音視頻業(yè)務(wù)、質(zhì)量高的語音視頻業(yè)務(wù)。該項技術(shù)可以根據(jù)不同用戶的不同需求來動態(tài)的分配調(diào)整帶寬資源，使用的靈活性很強。

（3）數(shù)據(jù)安全性高。在無線網(wǎng)絡(luò)的搭建和使用過程中，網(wǎng)絡(luò)的安全性是用戶和服務(wù)提供商都密切關(guān)注的一個熱點問題。如果網(wǎng)絡(luò)的安全性不夠，信息就可能被別有用心的人竊取，不僅用戶的隱私會被竊取，服務(wù)商的服務(wù)也會受到質(zhì)疑。而IEEE 802.16的數(shù)據(jù)安全性保障比較高，因為該項技術(shù)在傳輸中設(shè)置了一個加密子層，這個加密子層定義在MAC層中，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)信息的安全傳輸，對用戶通信中的數(shù)據(jù)實施加密和保密措施。

3 WiMax物理層中的關(guān)鍵技術(shù)

（1）OFDM技術(shù)和OFDMA技術(shù)。正交頻分復(fù)用（OFDM）是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)，在WiMAX寬帶無線接入系統(tǒng)中，OFDM技術(shù)的主要應(yīng)用的方式有兩種：OFDM物理層和OFDMA物理層，兩者都支持TDD和FDD雙工方式。雖然OFDM技術(shù)對相位噪聲十分敏感，但是在該標準中，定義了ScalableFFT，可以根據(jù)實際不同的無線環(huán)境進而選擇不同的調(diào)制方式，進而確保系統(tǒng)可以高性能的工作[1]。

（2）多天線技術(shù)。多天線技術(shù)可以在不增加系統(tǒng)帶寬的前提下，大幅提升信道容量，使得傳輸速率得到大幅提升，并擴大傳輸?shù)母采w范圍，并進一步提升信號的傳輸質(zhì)量。包括MIMO技術(shù)；自適應(yīng)編碼技術(shù)（AMC）和混合自動重傳請求（H-ARQ）[2]。

4 WiMax寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用

WiMax寬帶無線接入技術(shù)的目標是向市場推廣新的IEEE 802.16標準，在城域網(wǎng)中一點對多點的廠商環(huán)境下，形成與以往系列技術(shù)面向不同傳輸環(huán)境的無線數(shù)據(jù)接入技術(shù)體系。

4.1 WiMax與wi-fi、MBWA的組合應(yīng)用

WiMax不支持時速超過120Km的移動接入，但是，WiMax目前能夠?qū)崿F(xiàn)的移動接入也能夠滿足城市的通信要求，因為在城市中，移動的目標速度不可能過高，高速移動的目標數(shù)量十分稀少。因此，雖然WiMax對移動接入目標的時速有限制，但是完全能夠滿足城市目前的應(yīng)用需求。如果是非移動的目標需要接入網(wǎng)絡(luò)，可以通過WIFI的方式來接入。如果一些城市由于自身的特點或者是一些特殊應(yīng)用必須要接入高速移動的目標或者是有大量的非移動接入目標，可以通過WMBA覆蓋來實現(xiàn)。

4.2 WiMax促進三網(wǎng)融合

首先，WiMax具有強大的大型通信能力。其次，該項技術(shù)對于多點通信也能夠很好的支持，也因此該項技術(shù)的發(fā)展前景也更加廣闊，而且其數(shù)據(jù)的延遲率較低，所以也適用于一些實時數(shù)據(jù)的傳輸，這一特點也促進了和廣播電視網(wǎng)的融合。

4.3 WiMax在手機電視中的應(yīng)用

WiMax在手機電視中的實現(xiàn)方式有3種，利用移動網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，如IPTV；通過衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，如數(shù)字多媒體廣播；通過手機中安裝數(shù)字電視接收模塊實現(xiàn)，如數(shù)字視頻廣播。WiMax的數(shù)據(jù)傳輸效率較高，因此可以實現(xiàn)實時通訊，其數(shù)據(jù)傳輸速率的保證是IPTV，在保證速度的同時還能夠?qū)⑹謾C中的接收DMB和DVB-H的芯片成本給省掉，降低了生產(chǎn)成本。

5 結(jié)語

WiMax作為當前十分火熱的新型寬帶無線接入技術(shù)，能夠向固定、高度移動的設(shè)備提供寬帶無線連接，并作為一些現(xiàn)有技術(shù)的無線替代品，對改善移動端用戶的使用體驗具有十分積極的意義。在當前的研究中，WiMax寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用還可以繼續(xù)擴充，得到更為廣泛分使用，以及更佳的使用效果，為用戶提供更為便捷、安全的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

參考文獻：

[1]劉丹譜.WiMax寬帶無線接入技術(shù)及其應(yīng)用[J].中興通訊技術(shù)，2008

（02）：10.

[2]張子彬.WiMax無線網(wǎng)絡(luò)安全接入技術(shù)的研究[D].蘭州理工大學(xué)，2010（04）：15.

作者簡介：侯金奎 （1985-），男，四川旺蒼人，本科，中級，研究方向：通信工程專業(yè)方向。endprint