无线宽带接入技术浅析
摘要：在无线数据通信系统中，宽带无线接入获得了广泛的关注，对于宽带无线接入技术的选择将会影响未来通信市场的走向。本文对比研究了WiMAX，wi－Fi，LTE三种无线接入技术遵循的标准和优缺点，对以上三种无线接入技术进行总体性的比较研究，并对未来无线宽带接入技术的发展进行了展望。
关键词：WiMAX；Wi-Fi；LTE
中图分类号：TN929.53
1.引言
随着移动通信技术的蓬勃发展，话音业务移动化，数据业务宽带化已经成为了通信市场的发展趋势；而电信网络接入层也逐渐呈现出无线化和宽带化的发展趋势，移动通信竞争日趋激烈。宽带无线接入技术(Broadband Wireless Access，BWA)是目前通信与信息技术领域发展最快的技术之一。它是以无线通信的方式在宽带业务接口与宽带业务用户之间实现宽带业务的接入，从而达到为用户提供话音、视频、数据及多媒体等高质量的应用服务的目的。随着ITU和3GPP及3GPP2各大标准化组织对各现代无线通信技术规范的不断完善，3G、WiMAX、Wi-Fi、LTE等各种无线宽带接入技术在竞争中互相借鉴和学习，进而技术不断完善，网络安全性实用性不断增强。市场上支持Wi-Fi、WiMAX的无线网络终端日趋丰富，整个产业链已逐渐成熟。就目前而言，很明显，宽带无线接人技术已经到了百家争鸣的时代。IEEE和3GPP及3GPP2等各大标准化组织正在进行着激烈的竞争。对于不同的市场需求及实际环境选择相应的无线宽带接入标准显得尤为重要，因为选择适合的标准将会在将来快速发展的无线市场中占有一席之地，进而改变整个无线通信市场的分布格局。而此时，对于无线宽带接入技术标准的选择就显得尤为重要。本文主要研究了WiMAX，Wi-Fi，LTE三种无线接入技术(3GV-41技术已相当完善，本文不再赘述)遵循的标准及其优缺点，并对以上三种宽带无线接入技术进行总体性的比较研究，从而描述出以上几种技术在未来几年内的发展趋势。
2.线宽带接入技术
2.1 Wi MAX
2.1.1 WiMAX概述
WiMAXt~(Worldwide Interoperability for Mi-cro-wave Access)即全球微波互联接入。是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。其技术标准分为：802.16d标准和802.16e标准。802.16d的初衷为统一固定无线接入的空中接口，该标准可以应用于2-11GHz非视距(NLOS)传输和10-66GHz视距(LOS)传输。相对于以上的两种场景，802.16d用于固定和游牧应用场景；802.16e用于便携和移动场景，同时支持固定场景。为解决无线宽带接入“最后一公里”的问题1EEE于2003年1月29日正式通过802.16a规范，这是一种线缆和xDSL的无线扩展技术，因此也将WiMAX称为无线DSL技术。在亚洲，目前xDSLt~是WiMAX在最后一公里接入市场主要的竞争对手。
2.1.2 WiMAX技术优势
(1)覆盖范围：最大无线信号传输距离为50kin，只要少数基站建设就可覆盖全城，在很大程度上扩展了无线网络应用的范围。
(2)接入速率：WiMAX采用MIMO-STC/MDC及可扩展的OFDMA技术，在20MHz的带宽内所能提供的下行峰值速率可达63Mbps/扇区，上行速率也可达到28Mbps/扇区。
(3)作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi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人。
2.1.3影响WjMAX技术未来发展的主要因素
(1)标准制定：在基站和基站间、基站和网络侧的协议IEEE802.16并没有给出具体的技术标准，只给出了基站和移动台之间的空中接口标准。在切换、寻呼和终端状态管理(激活和休眠的转换)等与蜂窝组网有关的方面，还不够成熟，需要进一步完善。
(2)频率问题：目前ETSI(国际MMDS)已经认可使用的频率为3.4～3.8GHz，5.725～5.85GHz可作为免许可频率使用。全球各国允许使用的频率并集大致为2-11GHz，这就意味着当WiMAX与LTE使用相同频率(2 GHz、3.4-3.6 GHz)时，其与LTE相比之下，穿透力差的缺点就会凸显出来，使得无法与LTE竞争。
2.2 Wi-Fi
2.2.1概述
Wi-Fim(Wireless Fidelity)无线保真，IEEE802.11a和IEEE802.11b为目前可以使用的两个标准规范。产业标准组织无线保真(Wireless Fidelity.Wi-Fi)联盟主要负责WLAN的推广和认证工作，因此WLAN技术通常又被称之为Wi-Fi。WLANIal可使用的标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g，详细参数见表1。
目前Wi-Fi市场竞争也日趋激烈，除原有的Wi-Fi厂商(D-Link、思科、Intel等)在紧锣密鼓的准备外，高通公司也将业务伸向了Wi-Fi领域，据报道北京时间2011年5月26日早间消息，高通周二晚宣布，该公司已完成31亿美元收购Wi-Fi芯片厂商Atheros Communications的交易。
2.2.2 W._Fi技术优势
Wi-Fi是由接入点(Access Point，AP)和无线网卡组成的无线局域网络，由于可以不受布线条件的限制，可以方便的应用在小型网络甚至大型网络中，能提供有线网络无法提供的漫游特性，方便用户使用，由于起点低，大部分的电子设备，如电脑笔记本、手机等均支持Wi-Fi；由于大量设备厂商的涌入从而形成竞争，各厂商不得不降低成本，以便在市场中占有一定的价格优势。据平安证券今年3月发布的调研报告指出，预计Wi-Fi建设将带动250～300-亿元的电信设备市场。
2.2.3影响wi Fi技术未来发展的主要因素
(1)可靠性：射频干扰是造成Wi-Fi性能不稳定、覆盖不好、经常掉线现象的主要原因。无线电波间存在相互影响的现象，特别是同频段、同技术设备之间将存在明显影响，如手机、电磁炉，甚至汽车启动的电子设备等。
(2)数据传输速率有限：虽然Wi-Fi技术最高标称数据传输速率可达11～54 Mbit/s，但系统开销会使应用层速率降低50％左右。
(3)服务质量(Quality ofService，QoS)保障机制乏力：Wi-Fi虽然支持尽力而为(Best Effort)业务(WEB浏览、FTP下载、Email等)，但是语音通信、视频传输等业务的QoS很难得到保障。
(4)覆盖范围：Wi-Fi实现规模覆盖的最大的缺陷在于需要密集的有线传输资源。基站的覆盖范围比Wi-Fi AP覆盖范围大数十到上百倍。
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