【IT168 专稿】随着无线网络技术的完善，越来越多的人开始接触和使用无线网络，在体验了无线给我们带来的自由和方便的时候，也在考虑通过无线最快能得到什么样的速度？而最近关于无线即将提速的各种说法也非常多，最常见的是关于802.11n和802.16的讨论，两者是什么关系，有什么特点，今天我们就一起来了解一下他们。

    在IEEE802涉及的无线领域中，目前主要分为四类无线接入技术，分别是个域网（PAN:802.15）、局域网WiFi（LAN:802.11）、城域网WiMAX（MAN:802.16)、广域网（WAN:802.20）。

    我们常说的802.11n是无线局域网WiFi的一种标准，而802.16则是城域网WiMAX无线标准的系列标准。本文将详细介绍一下这两个将带给我们高速无线体验的无线标准。

    一、下一代无线局域网技术－802.11n

    在当今各种无线局域网技术中应用最广泛的标准是802.11系列的标准，自从1997年IEEE802.11标准实施以来，我们用的最多的有802.11b、802.11a、802.11g等标准，但是一直缺乏杀手级应用。802.11n作为下一代无线局域网技术应运而生，致力于把无线局域网的性能水平达到以太网，实现高带宽、高质量的WLAN服务。

    在传输技术方面，802.11n采用了MIMO OFDM技术，可以将WLAN的传输速率提高到108Mbps以上，甚至高达500Mbps。MIMO OFDM将MIMO（多入多出）与OFDM（正交频分复用）技术相结合，一方面提高了无线传输质量，同时也使传输速率得到极大提升。

    无线信号通常可借助正弦波进行描述，当多径信号比主信号稍晚到达接收器时，其峰值和谷值与主信号的峰谷值不会完全同相，接收器接收到的混合信号多少会出现失真。如果多径信号的时延导致其波峰与主信号的波谷在同一刻出现，那么多径信号将部分或完全抵消主信号。

    传统无线系统要么不对多径干扰采取任何防范措施，仅依靠主信号自身来抑制多径信号；要么利用多径缓解技术。一种缓解技术是使用多个天线以便能够在任一时刻及时捕捉最强信号；另一种技术则给接收信号增加了不同的时延，迫使各波峰和波谷同相。

无线信号传输原理图

    无论何种缓解技术，它们都假定多径信号是无用甚至有害的，并竭尽全力制止这种危害。

    与之相反，MIMO却借助多径传播的特点提高吞吐量、传输距离/覆盖范围以及可靠性。MIMO非但没有想方设法消除多径信号，而是让多径信号携带更多的信息。MIMO技术通过在相同无线信道内同时发射并接收多个数据信号实现了上述目的。多波形技术的使用构成了一种新的无线通信模式——利用多维信号进行通信，该模式是目前为止唯一已知的能同时提高三个基本连接性能参数(范围、速度和可靠性)的方法。

    现有802.11a/b/g多是使用单一天线，即便有的末端产品采用双天线，也仅在于强化方位覆盖效果，同一时间内只使用两天线中的其一，以反复、快速切换的方式来使用两天线（如：无线基地台同时服务各方位的多个存取装置），或侦测两天线的收发信号强度后，选择信号较强的一支来持续使用（如：笔记型计算机两侧各埋一个天线），并非是两个各自独立运作的天线。

    相对的而MIMO的多天线则是各天线都有自主运作的能力，各天线用自己的调变方式发送电波，用自己的解调变方式接收电波。因此802.11n其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性较高提升。

MIMO与智能天线的区别图

    在兼容性方面，802.11n采用了一种软件无线电技术，它是一个完全可编程的硬件平台，使得不同系统的基站和终端都可以通过这一平台的不同软件实现互通和兼容，这使得WLAN的兼容性得到极大改善。这意味着WLAN将不但能实现802.11n向前后兼容，而且可以实现WLAN与无线广域网络的结合，比如3G。

    802.11n的标准化之路历经曲折，由于之前两大阵营坚持自己的技术，很难达成一致的标准，幸运的是，经过IEEE工作组的大量的争论之后，802.11n标准草案已经形成，朝着成为最终的标准迈出了重要的一步。

    一旦802.11n最后标准形成后，将给WLAN带来真正的杀手级应用，随着覆盖范围的增大，笔记本电脑不必中断网络连接而在各个办公室、会议室中移动办公。而高速率的保证，让我们可以享受到各种宽带的无线应用，从IPTV到可视电话都可以通过WLAN实现，802.11n这种高带宽、高质量和大范围的特点，势必改变目前“无线作为有线的一种补充”的局面，无线技术才真正可以与有线网络分庭抗礼。

    二、无线城域网标准－802.16

    802.16是一组针对高容量城域网（metropolitan area networks，Mans）的通信标准，通常也被称为WirelessMan或我们经常说的WiMAX；此项技术被认为是一种将大量宽带连接引入到远程区域或使通信范围覆盖多个分散的企业和校园区域的方法。

    IEEE 802.16标准描述了一个点到多点的固定宽带无线接入系统的空中接口，包括MAC层和物理层两大部分。IEEE 802.16 MAC层能支持多种物理层规范，以适合各种应用环境。IEEE 802.16协议栈模型如下图所示。

IEEE 802.16协议栈模型图

    802.16 MAC层是基于“连接”的，即所有终端的数据业务以及与此相关的QoS要求，都是基于“连接”进行的。每一个“连接”均由一个标识符(CID)来唯一进行标识。在802.16标准中，MAC层定义了较为完整的QOS机制。MAC层针对每个连接可以分别设置不同的Qos参数，包括速率、延时等指标。

    物理层由传输汇聚子层(TCL)和物理媒质依赖子层(PMD)组成，通常说的物理层主要是指PMD。物理层定义了两种双工方式：TDD和FDD，这两种方式都使用突发数据传输格式，这种传输机制支持自适应的突发业务数据，传输参数(调制方式、编码方式、发射功率等)可以动态调整，但是需要MAC层协助完成。

    802.16可以根据业务的需要提供实时、非实时的不同速率要求的数据传输服务。802.16目前主要面向提供宽带数据业务，也可以提供VoIP业务。802.16系统的Qos机制可以根据业务的实际需要来动态分配带宽，具有较大的灵活性。因此从以上的分析可以看出，802.16可以在无线接入网部分为不同业务提供不同质量的服务。

    目前常提到的两个802.16标准是802.16d和802.16e。 802.16d(即802.16-2004)是固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。802.16d对应10GHz～66GHz和小于11GHz的频率范围，可以进行视距和非视距的传输。

    802.16e是一种移动宽带无线接入技术新近开发出的Wi-MAX标准，802.16e工作频率小于6GHz，支持车速移动，覆盖范围为几公里，能在5MHz信道上提供15Mbps的速率，覆盖范围一般在几公里之内。802.16e具备后向兼容802.16d的能力，物理层主要采用OFDM、OFDMA技术。

    802.16d可以支持10GHz～66GHz的视距传播频段以及11GHz以下的非视距传播频段。根据不同频段的传播特性，其应用也有所不同。对于10GHz～66GHz的视距传播频段，由于终端需要有室外天线，其应用主要是为中小企业提供Backhaul的无线传输。对于11GHz以下的非视距传播频段，由于能够实现室内覆盖，其应用将主要集中在为个人用户提供宽带数据业务。除此之外，802.16还可以实现企业Wi-Fi热点区域的后端传输功能，以及局域网互联、数据专线、窄带业务和基站互联等。

    与其它移动通信系统相比，802.16e系统具有较高的频谱利用率和传输速率，因而它适合提供宽带上网和移动视频业务。

    近年来，我国宽带用户增长迅猛，主要以有线接入如ADSL用户为主，这反映出用户对宽带数据需求迫切。与其它有线接入手段(如xDSL、Cable、光纤接入等)相比，802.16宽带无线接入具有部署速度更快、扩展能力更强、灵活性更高等优点。对于人口密度较低及不便于铺设xDSL的地区，可以用802.16提供“无线DSL”服务，面向家庭和小企业范围应用。在中等规模企业的楼宇内，802.16可以支持高速率连接，代替光纤接入。

    另外，802.16e可以提供移动宽带数据业务，初期面向的用户将主要是对移动宽带数据需求较大的高端用户。虽然目前一直在质疑用户是否真正需要在移动中上网，但是可以肯定的是，无线宽带和移动宽带的发展将呈逐步增长的趋势。移动和宽带的融合将是电信业的必经之路，802.16e所带来的移动高速上网也势必对固网形成强大的冲击。