【IT168 专稿】随着个人对多媒体数据通信需求的迅速增长，宽带无线技术与传统移动通信技术，在技术和业务上逐渐呈现融合的趋势。一方面，传统宽带接入用户已经不满足于在家庭等固定环境内使用宽带业务，希望实现宽带移动化；另一方面，传统的移动用户也不满足于简单的语音、短信和低速数据业务，希望能实现移动宽带化。
近两年来WiMAX发展迅速，逐渐成为城域宽带无线接入技术发展的热点。而普通老百姓使用移动通信技术，更多的是以Wi-Fi为代表的无线通信技术和以GSM等为主的传统移动通信技术。历史的车轮永远是向前的，毋庸置疑，作为无线接入技术的新热点WiMAX，势必在未来三到五年时间内得到普及。由欧美吹向亚洲的这股WiMAX风，也将会像在欧美那样得到迅猛发展。作为普通老百姓，在迎接这一令人激动的无线技术变革的时刻，是否也应该做好充分准备呢？为此，本文将向读者介绍WiMAX技术以及它与其他无线通信技术的对比。
WiMAX技术介绍
WiMAX是一项无线城域网(WMAN)技术，它的全称为Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互联接入。是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准，能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接解决方案。它基于IEEE802.16标准，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、 AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化，而3G则将实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度将会越来越高。
2004年10月正式发布固定宽带无线接入技术IEEE 802.16-2004标准（802.16d的最终版本）后，为了迎合全球通信产业发展移动化和宽带化结合的趋势，WiMAX论坛于2005年12月推出了支持移动性的宽带无线接入标准IEEE 802.16e-2005，从而使移动终端能够在不同基站间进行切换和漫游。
目前，IEEE 802.16空中接口标准主要包括IEEE 802.16-2004和IEEE 802.16e-2005。IEEE 802.16-2004是固定无线接入标准，对前几个IEEE 802.16标准进行了整合和修订，是相对比较成熟并且最具有实用性的标准版本。该标准可以应用于2GHz～11GHz非视距（NLOS）传输和 10GHz～66GHz视距（LOS）传输，定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的MAC层和相对应的多个物理层。而IEEE 802.16e-2005是802.16-2004的增强版，与前几个802.16系列标准的最大区别在于对移动性的支持。该标准可同时支持固定和移动宽带无线接入系统，工作在<6GHz适宜于移动性的许可频段，可支持用户终端以车辆速度移动（一般低于120km/h）。
WiMAX的协议体系结构包括物理层和媒体接入控制层（MAC）。MAC层又包含三个子层：特定服务汇聚子层，提供与更高层的接口，通过不同的汇聚方式更好地适配各种上层协议；公共部分子层，负责执行MAC层的核心功能，包括系统接入、带宽分配、连接建立、连接维护等；安全子层，提供加密、鉴权、密钥交换等与安全有关的功能。
WiMAX无线接入技术主要包括OFDM调制技术、自适应天线系统等。OFDM调制技术可以减少子信道之间的相互干扰。另外，由于每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道上的衰落可以看成平坦性衰落，信道均衡变得相对容易。智能无线技术的基本原理是使用自适应天线阵列系统，优化空中无线接口的容量，从而扩大基站覆盖范围，提高信号质量。
WiMAX与3G技术的对比
WiMAX和3G的关系，有人说是竞争，还有人说是替代，如果从打电话来说，或者从小屏的手机、简单的数据业务来说，WIMAX和3G是互补的没有竞争，但是对于新兴的市场，它们两个绝对是竞争的。
有人这样描述WIMAX的未来，假如规模部署WIMAX802.16e移动无线宽带网络，假如每个人都有一个WIMAX移动终端，都安装有Skype之后，语音世界从此将进入免费时代。也许这样的描述有些夸张，但是不可否认的是，只有新技术的不断推出，才有可能让老百姓享受更便捷、更价廉、更高质量的通信服务。而与此同时，美化了多年的3G至今在国内才刚刚开部署，而新的无线宽带接入技术正在高速发展，于是，也就有了3G与WIMAX的争论……
WiMax和3G作为当前最受关注的两种下一代网络技术，要了解它们的不同，我们首先要知道它们各自的关键技术。
WiMAX使用的关键技术有高速传输技术OFDM/OFDMA、HARQ、自适应编码调制AMC、多入多出天线处理MIMO、QoS机制、睡眠模式和切换技术，在3G中涉及到的关键技术主要包括4种：自适应编码调制、HARQ、多入多出天线处理(MIMO)、快速蜂窝选择(FCS)。其中自适应编码调制、HARQ、多入多出天线处理(MIMO)这几种技术它们都相同，相比较之下，WiMax和3G所采用的关键技术相差不大，但WiMax略胜一筹，WiMax在传输速度和覆盖范围上都要比3G大不少。
3G技术相对WiMAX和Wi-Fi技术，提出时间更早，很多国内外厂家都已投入相当多的人力和技术，产品也达到了商用的标准。它和现有的GSM、CDMA网络有着很强的互操作性，目前，很多国内外设备制造商，都对该类技术进行相当多资金的投入，特别是由我国提出的TD-SCDMA技术，从研发到商用投入了很多人力物力，为3G的普及奠定了比较成熟的物质基础。
3G的最高2M带宽可能会无法满足用户对带宽的更进一步要求，虽然其HSDPA技术可以提供到10M的速率，但是和WiMAX的70M速率还是有差距的，所以在一些对带宽需求强烈的地区WiMAX将得到更好的使用，在一些对带宽不敏感的地区，目前的3G已经能满足需求，就不需要建设WiMAX网络了，以提高投资效益。
WiMAX使用频段在10GHz和66GHz范围内，3G使用频段在2000Hz左 右，由ITU制定的相应制式和标准。看出WiMAX技术应用了IEEE的标准，而3G是ITU制定的标准，IEEE从IP的角度来规范技术参数和应用，而ITU是从传统的电信技术角度来规范制式。从技术标准看，3G更是从可以商业运营的角度，在已经成熟的2G技术基础上的发展，而且考虑了2G的不足和短处，从技术上进行了很多创新和改进，提供了新的合理的和可操作的商业模式，为用户提供更周到的服务。WiMAX只是从技术角度考虑，还没有完善合理的可运营的商业模式，要让其成为无线技术的主角，还有待时日。
从覆盖范围上看，WiMAX为了获得较高的数据接入带宽，必然要牺牲覆盖和移动性，因此WiMAX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入。3G则是无处不在的网络，覆盖是连续的，用户可以实现不间断的通信。
从无线频谱资源上看，3G拥有全球统一的频谱资源，而802.16e则正在试图寻找2～6GHZ之间的频率资源，各个国家目前可用的频率都不一致。因此，802.16e最终获得足够的全球统一频率存在一定难度。
WiMAX与Wi-Fi技术的对比
在目前宽带无线接入技术中，以Wi-Fi(无线局域网)和WiMAX技术备受关注。Wi-Fi已经在我国普遍应用于酒店、园区、校园，其潜在用户很庞大。WiMAX是一项新兴技术，能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆／DSL的访问能力。而在传输距离以及传输带宽上，WiMAX(IEEE802.16)技术在众多无线宽带接入技术中备受业界关注。由于其高速上传数据的距离和容量有了很大的提高，所以WiMAX不仅仅可以为无线城域网提供第一公里和最后一公里的接入，而且还是广域网宽带服务的理想选择。对于运营商、 Wi-Fi服务商和广域移动运营商，WiMAX可以提供具有成本效益的网络解决方案。在低端市场和园区市场中，WiMAX是扩展DSL和有线服务最理想的选择。当然，WiMAX还有很多新的应用在不断创新中。
Wi-Fi，也就是IEEE802.11，由于最初是为无线局域网而设计的，所以在面对宽带无线接入上会有一些问题，例如AP间的通讯缺乏统一的标准，昂贵的回程消耗，在缺少QoS的情况下不能提供优质的VoIP服务等等。根据物理层的不同，目前广泛使用的有三个版本的802.11协议，分别是 802.11a、802.11b和802.11g。在实施形式上主要有两种，一是具有定向天线的Wi-Fi，一是具有Mesh网络拓扑结构的Wi-Fi。前者用作解决DSL(DigitalSubscriberLine)和 DOCSIS(DataOverCableInterfaceSpecification)的接入问题，但仍受限于距离不能过长，而且缺乏QoS和统一的设备标准也限制了这种方式的可扩展性。后者解决了覆盖问题，并且Mesh网络拓扑结构较定向天线的结构具有更好的可扩展性，但是缺乏QoS和内部AP缺乏统一标准也限制了Mesh网络拓扑结构更进一步的发展。这两种Wi-Fi的部署形式最高可以提供54Mbps的传输速率，覆盖范围可以超过10公里。
WiMAX，也就是IEEE802.16，目前具有两种形式，一是解决固定接入的802.16-2004，一是解决移动接入的802.16e。虽然 WiMAX出现的时间不长，但发展态势良好，最近又被ITU接受为3G标准之一，解决了无固定频率问题，为WiMAX的进一步发展奠定了基础。
从网络架构上看，Wi-Fi可以作为以太网在无限领域的延伸，其拓扑结构相对简单，有着“无线版本以太网”的美称。Wi-Fi覆盖范围较小，决定了只能主要用于室内办公，而WiMax覆盖范围能够在室外进行大面积组网，达到室外空间的网络 覆盖，可以为无线城域网使用。Wi-Fi可以作为WiMax的网络补充，特别是已经建成的Wi-Fi仍然会得到很好的利用。
虽然Wi-Fi是WiMax的发展，但从建网费用看，Wi-Fi建网费用低，而WiMax投入成本还相当的高，有专家估计如果建成覆盖全国的网络，每用户成本相当于3000美元。所以在相当长时期内，Wi-Fi不会被WiMax取代。由于Wi-Fi技术传播距离的局限性，它可能只是作为其它无线技术组网的补充，而且无法成为主导的无线组网技术，它在很多方面具备的优势还无法被其它技术完全替代，它在一定情况下还会长期使用。WiMax作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也可作为 DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入，但它的规模化应用仍存在很多难点问题有待解决。
WiMAX与LTE技术的对比
LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。
WiMAX和LTE这两种技术，在为用户提供真正的随身移动宽带体验方面都有卓越表现，其速度和反应时间都和用户目前从家中的固网宽带连接所得到的体验不相上下。
LTE新网络能与3GPP 和 3GPP2等传统网络实现无缝互连，从而保证现有的全球漫游协议继续有效，并可在LTE未覆盖的区域平滑切换到GSM/3G网络。这为现有的 3GPP/3GPP2网络提供了一条非常平滑的演进路径，运营商可以按需逐步部署LTE网络，并为移动用户提供一个无缝切换的网络环境。LTE也可以和GSM或UMTS网络共存在现有的FDD频段内，并随着用户增长而逐步扩容LTE系统。3GPP技术可以利用GSM已占当今移动连接85%市场份额的规模经济优势，这将对降低未来LTE基础设施和手机成本带来有利影响。
WiMAX的最大的优势是较LTE技术的开发进度领先两年，在向一系列运算设备提供宽频无线接取的竞赛中，第一阶段已被WiMAX赢得，且该技术已经准备好覆盖目前的无线区域网路（无线）节点，WiMAX称得上是已经准备就绪的技术，并在这场4G的争夺战中蓄势待发。另外，该技术被认为最适合于想要部署宽频，但未有强大现存基础设备的新市场，即使在许多已发展国家中，LTE技术已被认为是语音和数据服务的长期统一者，不过LTE仍然需要大量试验。
现在讨论WiMAX这LTE这两种技术孰优孰劣还为时过早，不过，无论WiMAX与LTE如何发展，这两大技术已进入第四代通信的殿堂中，以这两种技术为竞争者的厂商，将会在4G的时代中持续对立。
