随着通信技术的演进、新业务的开展，在市场和技术相互碰撞的激励下，更加灵活的宽带无线接入技术异军突起。为了满足用户使用更高数据速率的业务和对移动性的要求，Wi_- Fi和WiMAX技术尤其引人注目。

WiMAX即微波存取全球互通，是IEEE 802.16技术在市场推广时采用的名称，也是IEEE802.16d/e技术的别称。WiMAX技术旨在为广阔区域内的无线网络用户提供高速的无线数据传输服务，其覆盖范围可达到112.6km，在有障碍物时覆盖范围可达40km，带宽可达到70Mbit/s，以其传输速率高、建网速度快、建设成本低、覆盖面积广、频谱效率高成为未来最富有竞争力的无线宽带技术之一。

1.WiMAX关键技术

（1）协议体系

WiMAX的物理层和MAC层基于IEEE802.16工作组中开发的系列无线城域网技术，MAC层独立于物理层，能支持多种不同的物理层规范，以适应各种应用环境，具体协议栈如图2.14所示。

IEEE 802.16MAC层从高到低分为三个子层：

1）特定服务汇聚子层（Service Specific Convergence Sublayer，SSCS）：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。主要将服务访问点（SAP）收到的外部网络数据转换和映射为MAC层业务数据单元，并传递到MAC层的SAP。

2）公共部分子层（Common Part Sublayer，CPS）：是MAC层的核心部分，主要功能包括系统接入、带宽分配、连接建立和连接维护等。它通过MAC层SAP接收来自各种SSCS的数据并分类到特定的MAC层连接，同时对物理层上传和调度的数据实时服务质量（QoS）控制。

3）安全子层（Security Sublayer，SS）：主要是提供认证、密钥交换和加解密处理。

图2.14 IEEE 802.16协议栈参考模型

在物理层方面，为了更好地使用带宽，IEEE 802.16支持时分双工（Time Division Duplexing，TDD）和频分双工（Frequency Division Duplexing，FDD）模式，都采用突发格式发送，并定义了三种不同的物理层调制技术。单载波（Single Carrier，SC）方式工作在10～66GHz频段，主要应用于工作波长相对较短，进行视距传输，因此多径衰落可以忽略。正交频分复用（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM）工作在2～11GHz频段，采用256个子载波的OFDM调制技术，应用于必须考虑多径衰落、视距及非视距传输的情况。正交频分多址（Orthogonal Frequency Division Multiple Access，OFDMA）是采用2048个子载波的OFDM调制技术，与OFDM的区别在于它在上行和下行均支持子信道化。OFDM对于不同的子载波采用相同的调制编码方式，OFDMA根据不同的子信道情况采用不同的编码方式，提高系统利用率。(www.daowen.com)

（2）网状（Mesh）体系结构

相对于IEEE802.16标准提出的点到多点体系结构，IEEE802.16a标准提出了适合于2～11GHz授权和非授权频率的Mesh体系结构，并为该体系结构定义了特定的MAC层业务和消息规范。在Mesh体系结构中，至少有两个WiMAX节点采用点到多点的无线连接，并遵循标准定义的MAC层与物理层业务和网络规范。

（3）支持QoS

WiMAX可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频、IP电话（VoIP）业务。其MAC层提供面向连接的传送机制，每条MAC层消息头都携带了业务参数来体现不同应用的QoS要求，并针对不同QoS要求来传送和调度物理层数据。

（4）无线安全

为了保护用户安全信息，尤其是为满足企业用户对商业应用数据安全的需求，IEEE802.16标准在MAC层的加密子层为无线接口定义了认证、安全密钥交换以及封装协议等规范。基站通过对授权用户数据的封装提供了对非授权用户访问的限制，同时提供了私钥管理协议进行两层密钥的安全分发交换，以及用户身份的实时性确认，确保无线数据传输的安全。

2.WiMAX架构

WiMAX网络可以单独组网或者与现有网络融合组网，基站可以采用与现有GSM/CDMA网络相似的蜂窝状网络。在其架构中，大量的无线网络用户和与上层网络相连的WiMAX基站建立关联，从而获取上层网络的服务。WiMAX网络体系包括核心网络（如因特网）、基站（Base Station，BS）、用户基站（SS）以及用户终端设备（TE）。对一个WiMAX系统而言，通常只包括一个BS和多个SS，从而形成基站对上层网络的点对点无线回程连接和点对多点的无线访问连接，具体架构如图2.15所示。

Wi-Fi和WiMAX都属于宽带无线技术，由于各自的技术特点，其技术的侧重点不同。现在Wi-Fi技术发展比较成熟，但WiMAX也已经在国外得到大量运用，全球有多家固定和移动运营商进行了WiMAX试验，其覆盖范围广，传输速度快，相对而言具有很多优势。但两种技术在很多方面没有冲突，不会存在谁取代谁，相反具有互补性。如何融合Wi-Fi和WiMAX，可能成为未来无线网络技术的发展方向。WiMAX聚焦于授权频段的无线ISP市场，Wi-Fi主导私用的无线市场，为用户提供移动性的支持，实现Wi-FI和WiMAX的无缝切换，提供更方便、快捷的互联，更好地服务于人们的生活。

图2.15 WiMAX网络架构