基于WiMax的寬帶無線接入技術研究

摘 要：WiMax是一種新型的寬帶無線接入技術，在行業內受到了廣泛的關注。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網絡架構的優點，能夠實現數據分組化、接入寬帶化以及重點移動化的合一，因此在業內具有十分廣泛的應用前景。據此，本文對WiMax的寬帶無線接入技術的應用進行了分析研究，希望對WiMax的應用及行業的發展提供可用參考。

關鍵詞：WiMax；寬帶無線接入技術；IEEE 802.16

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

0 引言

在當前的網絡接入技術中，蜂窩網絡接入技術是目前較為成熟應用范圍比較廣的，除此之外，近年來發展較為迅速的無線網相關的網絡接入技術也逐漸走入人們的視野。無線局域網在最初發展的時候，使用的是IEEE 802.11標準，并且發展到今天已經獲得了十分成熟的應用。

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，如果是固定通信網絡就會使用802.16d標準，如果是移動通信網絡使用的就是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層中的相關業務進行了定義。

2 IEEE 802.16的優點

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

（1）傳輸速率高，覆蓋范圍廣。在物理層中，WiMax所使用的編碼調制方式十分靈活，采用的是頻分復用和多天線技術，這種編碼調制方式提高了頻率的利用率，能夠實現無縫覆蓋，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的連接方式是面向對象鏈接方式，在媒介傳輸控制層MAC中定義了服務質量（QoS）機制，根據通信質量的不同，可以分為質量沒有保證的Internet業務、質量普通的語音視頻業務、質量高的語音視頻業務。該項技術可以根據不同用戶的不同需求來動態的分配調整帶寬資源，使用的靈活性很強。

（3）數據安全性高。在無線網絡的搭建和使用過程中，網絡的安全性是用戶和服務提供商都密切關注的一個熱點問題。如果網絡的安全性不夠，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，服務商的服務也會受到質疑。而IEEE 802.16的數據安全性保障比較高，因為該項技術在傳輸中設置了一個加密子層，這個加密子層定義在MAC層中，這樣就能夠實現信息的安全傳輸，對用戶通信中的數據實施加密和保密措施。

3 WiMax物理層中的關鍵技術

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

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

4 WiMax寬帶無線接入技術的應用

WiMax寬帶無線接入技術的目標是向市場推廣新的IEEE 802.16標準，在城域網中一點對多點的廠商環境下，形成與以往系列技術面向不同傳輸環境的無線數據接入技術體系。

4.1 WiMax與wi-fi、MBWA的組合應用

WiMax不支持時速超過120Km的移動接入，但是，WiMax目前能夠實現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用需求。如果是非移動的目標需要接入網絡，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。

4.2 WiMax促進三網融合

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

4.3 WiMax在手機電視中的應用

WiMax在手機電視中的實現方式有3種，利用移動網絡實現，如IPTV；通過衛星網絡實現，如數字多媒體廣播；通過手機中安裝數字電視接收模塊實現，如數字視頻廣播。WiMax的數據傳輸效率較高，因此可以實現實時通訊，其數據傳輸速率的保證是IPTV，在保證速度的同時還能夠將手機中的接收DMB和DVB-H的芯片成本給省掉，降低了生產成本。

5 結語

WiMax作為當前十分火熱的新型寬帶無線接入技術，能夠向固定、高度移動的設備提供寬帶無線連接，并作為一些現有技術的無線替代品，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寬帶無線接入技術的應用還可以繼續擴充，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、安全的網絡服務。

參考文獻：

[1]劉丹譜.WiMax寬帶無線接入技術及其應用[J].中興通訊技術，2008

（02）：10.

[2]張子彬.WiMax無線網絡安全接入技術的研究[D].蘭州理工大學，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：通信工程專業方向。endprint