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2024年5月27日发(作者:)

维普资讯

第29卷第5期 

2008年9月

技术与 创 新 管 理 

V01.29 No.5 

Sep.2008 

TECHNOLOGY AND INNOVATION MANAGEMENT 

【技术应用与研究】 

WiMAX技术与Wi—Fi技术的对比分析 

李旭虹 

(西安科技大学通信与信息学院,陕西西安710054) 

摘要:论述了近年来发展迅速的WiMAX和wi—Fi两种无线网络技术,在对WiMAX技术和WLAN技术介绍 

的同时,重点从覆盖范围、传输速率、移动性和安全性上对WiMAX技术和Wi—Fi技术进行对比分析,使大家对 

WiMAX技术和wi—Fi技术有一个更加深入清醒的认识。 

关键词:WiMAX;Wi—Fi;宽带无线接入 

中图分类号:TN 914.4;TN 85 文献标识码:A 文章编号:1672-7312(2008)05—0528—04 

Comparative Analysis of WiMAX Technique and wi—Fi Technique 

U Xu.hong 

(College ofCommunication and Informatoin Engineering,Xi an University ofScience and Technology,船 帆710054,China) 

Abstract: ̄fis paper describes the two kinds of wireless networks technique,including WiMAX and Wi—Fi,which are 

developing ̄ckly in recent years.In the meantime of het introduction of WiMAX and Wi—Fi techniue,tqhis p@er 

comparatively analyzes cover range,transmission velocity,mobiliy atnd security of WiMAX and Wi—Fi.Accordingly, 

deep understanding of WiMAX and Wi—Fi technology Call be obtained by everyone. 

Key words:WiMAX;Wi—Fi;Broadband Wireless Access 

O 引 言 

随着无线网络技术和新业务的发展,市场与技 

术的相互作用,未来通信领域一些新的特点逐渐显 

重要里程碑,促进了宽带无线接入的演进和发展。 

由于目前业内对WiMAX技术的研究和开发处 

于发展当中,业内对该技术的分析和观点没有形成 

统一的结论,特别对于Wi—Fi技术和WiMAX技术 

现出来。传统宽带固定接人用户已经不满足于仅在 

家庭和办公室等固定使用宽带业务,而希望使用宽 

带接入移动服务。用户需求的变化使固定宽带接入 

服务和移动服务在技术和业务上呈现融合的趋势, 

宽带移动化和移动宽带化逐渐成为两个领域技术发 

的发展有一些过于偏激看法。因此,本文在对 

WiMAX技术和Wi—Fi技术进行分析的基础上,对 

WiMAX技术和Wi—Fi技术从覆盖范围、传输速率、 

移动性和安全性上进行对比分析,使大家对WiMAX 

技术和Wi—Fi技术有一个更加深入清醒的认识。 

展的趋势,并互为补充、互相促进。在宽带无线接入 

技术方面,IEEE 802工作组先后制定了Wi—Fi和 

WiMAX等技术规范,特别WiMAX技术意图能沿着 

1 WiMAX与WLAN技术概要 

1.1 Wi—Fi技术 一 

固定、游牧/便携、移动这样的演进路线逐步实现宽 

带移动化,其中IEEE 802.16 WiMAX是宽带移动的 

无线局域网(WLAN)目前得到广泛应用的技术 

是802.11家族,它是IEEE在1997年发表的第一个 

:lc收稿日期:2008'01—20 

基金项目:陕西省自然科学基金项目(No.01JK224) 

作者简介:李旭虹(1970一),女,新疆乌鲁木齐人,讲师,主要从事通信与信息处理以及WIAN、3G技术方向的研究 

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第5期 李旭虹:WiMAX技术与Wi—Fi技术的对比分析 ・529・ 

无线局域网标准,而现在媒体屡屡提到的802.1lb 

是1999年9月被批准,它也被称为Wi—Fi(Wireless 

ifdelity),可支持11 Mbps的共享接入速率;与此相 

似的是802.11 a技术,它采用了5 GHz的频段,其 

IEEE802.16标准物理层不适合较低频率的应 

用,其覆盖范围在可视距离之内。2003年1月29 

日,IEEE802.16标准有了修正草案IEEE802.16a, 

以解决较低频率的无线连接问题。802.16a在2 

GHz~1 1 Gz的频带上提供连接家庭、企业和无线局 

域网热点的无线最后一公里宽带接人。 

作为分别着眼于LAN、MAN与WAN三个层次 

分明的技术领域的三类技术,Wi—Fi、WiMAX与第 

速率高达54 Mbps,分频采用OFDM(正交频分复 

用)技术,但无障碍的接入距离降到30—50米;随 

后出现的一个候选标准802.11 g其实是一种混合 

标准,既能适应802.11 b标准,又符合802.11 a标 

准,它比802.11 b速率快5倍,并和802.11 b兼容。 

IEEE802.1I标准定义了单一的MAC层和多样 

的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11 b,a和 

g。随着无线局域网技术的应用日渐广泛,用户对数 

三代移动通信技术(3G)是总体网络框架中优势互 

补的有机组成部分,如下图1所示。 

据传输速率的要求越来越高。IEEE802.11无线局 

域网络是一种能支持较高数据传输速率(1—54 

Mbit/s),采用微蜂窝,微微蜂窝结构的自主管理的 

计算机局域网络。其关键技术大致有三种:DSSS、 

CCK技术,和PBCC,和OFDM。每种技术皆有其特 

点,目前,扩频调制技术正成为主流,而OFDM技术 

由于其优越的传输性能成为人们关注的新焦点。 

1.2 WiMAX技术 

为了推广遵循IEEE802.16和ETSt:l:HIPER— 

MAN的宽带无线接入设备,并确保其兼容性及互用 

性,由一些主要的通信设备制造商结成了一个工业 

贸易联盟组织WiMAX.,即全球微波接人互操作性。 

提出了IEEE802..16宽带无线接人(Broadband Wire— 

less Access,BWA)标准,它是一项无线城域网 

图1 WiMAX与Wi—Fi层次关系 

2 WiMAX与Wi—Fi的技术比较分析 

为了对WiMAX与Wi—Fi技术进行对比分析, 

(WMAN)技术,是针对微波和毫米波频段提出的一 

种新的空中接口标准。WiMAX也是IEEE 802. 

这里从两者的传输范围、传输速度、网络安全性以及 

标准竞争方面进行分析。 

2.1传输范围分析 

WiMAX的设计可以在需要执照的无线频段,或 

是公用的无线频段进行网络运作。只要系统企业拥 

有该无线频段的执照,而让WiMAX在授权频段运 

16d/e技术的别称。 

IEEE 802.16标准出现于2001年12月,802.16 

标准定义无线城域网单载波空中接口,即传输频率 

10 GHz~66 GHz的单载波调制模式。由于工作波 

长较短,必须要求视距传输(LOS),多径衰落是可以 

忽略的,因此在该频段的标准中规定仍然采用单载 

波调制方式。它可以将802.11热点连接到互联网, 

作时,WiMAX便可以用更多频宽、更多时段与更强 

的功率进行发送。一般来说,只有无线IS/.7企业才 

会使用授权频宽的WiMAX技术。至于Wi—Fi的 

设计则只在公用频段中的2.4 GHz到5 GHZ之间 

也可作为DSL等有线接人方式的无线扩展,实现最 

后一公里的宽带接入。802.16可以为48公里线性 

工作。美国的联邦通讯委员会(FCC)规定Wi—Fi 

区域内提供服务,用户无需线缆即可与基站建立宽 

带连接。该无线宽带技术还提供了高达70Mbps的 

般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。一般 

的WiMAX的传输功率大约100千瓦,所以Wj—Fj 

的功率大约是WiMAX的一百万分之一。使用Wi 

共享数据速率,能够通过一个基站同时支持30多个 

采用El连接的企业用户和数百个采用DSL连接的 

家庭用户,而且通常一个基站可以分成多个频段提 

供业务。 

Fi基地台一百万倍传输功率的WiMAX基地台, 

会有比Wi—Fi终端更大的传输距离,这也是显而易 

见的了。 

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530・ 技术与 创 新管理 第29卷 

虽然WiMAX显然有较长的传输范围,在使用 

WiMAX基地台时必须注意,要有一个授权的无线电 

与频段大致相同,而市场上已经有大量而且成熟的 

Wi—Fi产品。Wi—Fi在非授权频段这一边已经领 

频段才能使用。而如果WiMAX跟Wi—Fi一样都 

使用未授权的工作频段,则它的传输优势就消失了。 

WiMAX跟Wi—Fi都是基于无线频段传输的技术, 

所以受同样的物理定律限制。反之,如果在同样的 

条件下,让Wi—Fi使用授权频带,Wi—Fi同样也可 

以跟WiMAX一样有较大的传输范围。另外,虽然 

WiMAX可以利用较新的多径处理技术,目前新推出 

的pre—NMIMO(多天线双向传输)技术Wi—Fi产 

品也使用了该技术。 

2.2传输速度分析 

先一大步,因此WiMAX多是往无线ISP企业的方向 

来推动发展。 

2.3安全性分析 

WiMAX与Wi—Fi从安全性的角度来说,实际 

上WiMAX使用的是与Wi—Fi的WPA2标准相似 

的认证与加密方法。其中的微小区别在于WiMAX 

的安全机制使用3DES或AES加密,然后再加上 

EAP,这种方法叫PKM—EAP.而另一方面Wi—Fi 

的WPA2则是用典型的PEAP认证与AES加密。 

两者的安全性都是可以保证的,因此在实际中网络 

的安全性一般取决于实际组建方式的正确合理性。 

WiMAX的技术优势大多数人都看好是传输速 

度的优势。虽然WiMAX声称最高速度每秒70 

mbyte,然而最新的Wi—FiMIMO理论上也有每秒 

108 mbyte的最高速度,而实际环境下也有45 mbps 

的速度,已经是经过实验验证确认其速度约为45 

WiMAX技术与802.16标准是十分重要的,因 

为他是无线ISP企业未来合理的演进方向。但它不 

是无线网络技术的终极解决方案。WiMAX或其他 

的无线网络技术将会是互补的,同时这些无线技术 

mbps。而WiMAX的商用产品目前很少。而 

WiMAX技术也会受技术问题与物理定律所限制。 

也不可能取代有线技术的需求。无线的连线方式必 

定更有行动力、更方便。而有线的连线方式,一般传 

输速度更快,更可靠。 

从移动业务能力上看,WiMAX标准之一802. 

无线ISP企业在组建WiMAX网络的时候,同样 

题。授权频段的WiMAX系统涵盖范围极大,约数 

十公里,其组建的困难可说是一把两刃剑。这是因 

会遇到现今其他无线企业会遇到的频宽竞争的难 

2.4移动性分析 

16 e提供的主要是具有一定移动特性的宽带数据业 

务,面向的用户主要是笔记本终端和802.16 e终端 

持有者。802.16 e接入IP核心网,也可以提供VoIP 

业务。但是从覆盖范围上看,802.16 e为了获得较 

高的数据接入带宽(30 Mbit/s),必然要牺牲覆盖和 

为无线覆盖范围非常大,里面会有极多的使用者同 

时竞争同样的频宽。即使无线ISP企业使用多个独 

立的频道来运作,在同一个频道中,还是会有数倍于 

Wi—Fi的使用人数。一般来说,一家无线ISP企 

业,不管是无线微波企业、3 G行动企业,到卫星电 

话企业,同样都会遇到频宽竞争与QoS(服务品质) 

管控的问题。 

虫n果网络的延迟在大约200到2000毫秒间,这 

移动性,因此802.16 e在相当长的时间内将主要解 

决热点覆盖,网络可以提供部分的移动性,主要应用 

会集中在游牧或低速移动状态下的数据接人。 

在移动性方面Wi—Fi技术也是支持的,但是不 

种网络很难使用VoIP、视讯会议、网络游戏,或任何 

其他的即时应用。理论上可以在WiMAX加上QoS 

机制,以供VoIP使用,知识目前仍然没有商用的产 

品出现。而在Wj—Fj技术方面,Spectralink上的 

QoS运作效果已被证实,同时802.1le的无线QoS 

标准也将要推出。无线ISP企业的WiMAX组建一 

支持两个Wi—Fi基地台之间的终端的切换。当在 

两个Wi—Fi基地台之间移动时是一个重新接入的 

过程。 

2.5网络对比分析 

WiMAX在整合与标准化无线微波ISP市场的 

过程中,将会有自己的发展空间,但它并不会直接与 

般会比非授权的WiMAX或Wi—Fi基地台组建要 

慢一些,因为对无线ISP企业不太可能会去让少数 

用户使用整个频段。 

大多数的Wi—Fi组建竞争。WiMAX将会聚焦于授 

权频段的无线ISP市场,而Wi—n将会继续主导私 

用的无照无线市场,如公司或家用的无线网络。 

WiMAX与 一Fi唯一会重叠的地方,就是收费的 

Wi—Fi存取点。 

使用公用频段的WiMAX基地台,与Wi—Fi基 

地台的设置两者哪一个速率更快,在实际应用上取 

决于商用产品的推出。由于理论上他们的传输功率 

由于WiMAX连线的涵盖面积较大,以数十公 

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第5期 李旭虹:WiMAX技术与Wi—Fi技术的对比分析 ・531・ 

里计,而Wi—Fi存取点是由数十米的小片面积所组 

成,所以WiMAX在全球涵盖上会占有优势。但是 

因为目前的市场占有率较高,以及因为小范围、同时 

竞争的用户人数较少,造成 一Fi较快、延迟较小 

的特性,Wi—Fi的收费存取点仍可能持续流行。因 

此,WiMAX竞争的关键因素将是WiMAX的QoS机 

参考文献: 

刘乃安.无线局域网(WLAN):原理、技术与应用[M]. 

西安:西安电子科技大学出版社,2004. 

ANSI/IEEE Std 802.1 1.1999 Edition.Speciifc require- 

ments,Part 1 1:Wireless LAN Medium Access Control 

制良好地运作,以及解决过多使用者的问题。 

3结语 

(MAC)and Physical Layer(PHY)Speciifcations. 

ⅢEE Std 802.16—2O04/Corl一2005.Standard for Lo. 

cal and metropolitn area netaworks,Part 16:Air Interface 

or Fifxed and Mobile Broadband Wireless Access Sys— 

从以上各个角度的对比分析可以看出,WiMAX 

技术和Wi—Fi技术两者具有互补特性,两者有不同 

tems. 

IEEE Std 802.16e一2005,Amendment 2:Physical and 

的应用发展空间,WiMAX将会应用于授权频段的无 

线ISP市场,而Wi—Fi将会用到私用的无照无线市 

1j 1j]J]J 1J

Medium Access Control Layers for Combined Fixed and 

Mobile Operation in Licensed Bands and Corrigendum 1. 

]J 1J 1j 1j]J 1j 1

场。在覆盖范围上由于两者限定使用不同的工作频 

WiMAX Forum mobile profile V1.2.2[R] 

段而有所不同;在传输速率上都可以满足无线宽带 

接人需求;在安全性上两者也没有本质的区别,只是 

在移动性上WiMAX在802.16 e上有明显的优势。 

但在产品和技术的成熟度上Wi—Fi已经得到了广 

WiMAX system evalution methodology V1.0[R]. 

刘波.WiMAX技术与应用祥解[M].北京:人民邮 

电出版社,2007. 

徐世龙,杨济安.802.16/WiMAX组网关键技术分析 

[J].广东通信技术,2007(5):72-75. 

泛地验证并成功商用,而802.16 e距离真正商用还 

有较长的路要走。 

(上接第527页) 

2.5结果分析 

孙江宏,黄小龙,高

20o4. 

宏.Pro/ENGINEER Wildfire/2001 

结构分析与运动仿真[M].北京:中国铁道出版社, 

李光庭,李德明,吴伟源.JB/T1826.1—1999,剪板机名 

词术语[s].北京:机械工业部机械标准化研究所出版 

发行,1999. 

完成运动仿真后,查看运动结果并进行分析,在 

机构中的后处理功能可以对机构进行运动轨迹、位 

移、运动干涉情况进行分析,可以更好地完成机构的 

设计。 

姜继海,宋锦春,高常识.液压与气压传动[M].北京: 

3结论 

高等教育出版社,2002. 

林龙震.PRO/ENGINEER Wildfire高级设计[M].北 

从本文可以看出,运动Pro/ENGINEER可以进 

京:电子工业出版社,2004. 

行复杂的运动分析,可有效指导整个结构的规划,加 

快设计过程。在此基础上,运用变量化设计方法,选 

孙江宏.PRO/ENGINEER WILDFIRE虚拟设计与装配 

[M].北京:中国铁道出版社,2004. 

楼鸿棣,邹慧君主编.高等机械原理[M].北京:高等教 

育出版社,1990. 

现代机械传动手册编辑委员会编.现代机械传动手册 

[M].北京:机械工业出版社,1995. 

张学玲,徐燕申.基于Ansys的数控机床床身结构动态 

优化设计[c].2004 ANSYS中国用户论文集,2004. 

取合适的结构设计参数,进行结构变量化分析,最终 

得到合理的设计方案 。 

参考文献: 

[1] 马立强,岳汉生.JB/T1826—91,剪板机型式与基本参 

数[s].北京:机械工业部机械标准化研究所出版发 

行,1991. 

本文标签: 技术无线分析进行传输