浅析BlueTeeth WiFi与WiMax无线通信技术

关希鸣

摘要：Bluetooth、Wi-Fi和WiMax三者分别代表蓝牙、无线局域网（WLan）与无线城域网（WMan）的无线通信的关键性技术，本文从技术特点、传输范围、传输速度、网络安全性以及移动性方面进行了详细分析和总结。

关键词：Bluetooth Wi-Fi WLan WiMax WMan

1 三者初识

1.1 Bluetooth

Bluetooth（又名：蓝牙），是一种支持设备短距离通信的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术，能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信，从而数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。

1.2 Wi-Fi

Wi-Fi（WirelessFidelity，无线相容性认证）是一种可以将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。Wi-Fi目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。最初主要用于企业和家庭网络来实现LAN的功能。

1.2 WiMax

WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互联接入。WiMax是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接。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逐步实现宽带业务的移动化。

2 三者比较

为了对Bluetooth 、Wi-Fi和WiMax技术进行对比分析，这里从三者的技术特点、传输范围、传输速度、网络安全性以及移动性方面进行分析。

2.1 技术特点

蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。蓝牙作为一种短距离无线通信技术已经在各个领域得到广泛应用，它提供低成本、低功耗、近距离的无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人网络，使得近距离内各种信息设备能够实现无缝资源共享。

Wi-Fi 原先是无线保真的缩写，Wi-Fi 的英文全称为wireless fidelity，在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”，实质上是一种商业认证，同时也是一种无线联网的技术。以前通过网线连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网；常见的就是一个设备：无线路由器，在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围内都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网，如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路，则又被称为“热点”。

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。WiMax构建于高级无线技术，抵消效果的干扰提供更多数据以大范围。WiMax标准是正交频分多访问(OFDMA)和多个输入/多个输出(MIMO)智能天线技术两种技术的结合。

2.2 传输范围分析

蓝牙技术是一种无线数据与语音通信的开放性全球规范，它以低成本的近距离无线连接为基础，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工业、科学、医学）频段，ISM频带是对所有无线电系统都开放的频带。Bluetooth的有效传输距离为10米(约32英尺)。

WiFi的频段在世界范围内是无需任何电信运营执照的因此WLAN无线设备提供了一个世界范围内可以使用。Wi-Fi与蓝牙一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。Wi-Fi的覆盖范围则可达300英尺左右（约合90米），办公室自不用说，就是在小一点的整栋大楼中也可使用。

WiMAX的设计可以在需要执照的无线频段，或是公网IEEE802.16协议栈参考模型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。WiMax，数据传输距离最远可达50km。

2.3 传输速度分析

无线通信网络的传输速度与网络环境和信号强度有很大的关系。

藍牙技术数据传输速率为1Mbps。

Wi-Fi的传输速率与无线网络、无线网卡、所采用的无线网络标准有关，理论上的最高传输速率：IEEE 802.11b是11M；IEEE802.11a是54M；IEEE802.11g也是54Mbps(Netgear SUPER g技术可以将速度提升到108Mbps）。

WiMax的技术优势大多数人都看好是传输速度的优势。WiMax最高速度每秒70mbyte，然而最新的Wi-FiMIMO理论上也有每秒108 mbyte的最高速度，而实际环境下有效稳定速度约为45mbps。

2.4 安全性分析

从安全性的角度来说

蓝牙技术提供短距离的对等通信，它在应用层和链路层上都采取了保密措施以保证通信的安全性，所有蓝牙设备都采用相同的认证和加密方式。在链路层，使用４个参数来加强通信的安全性，即蓝牙设备地址、认证私钥、加密私钥和随机码RAND。蓝牙设备地址是一个48位的IEEE地址，它唯一地识别蓝牙设备，对所有蓝牙设备都是公开的；认证私钥在设备初始化期间生成，其长度为128比特。

Wi-Fi中更多使用的是WEP和WPA加密方法来实现对网络访问的验证和数据的加密。Wi-Fi网络访问控制保证只有授权用户能访问敏感数据，加密保证只有正确的接收方才能理解数据。为了使其网络中的数据传输可以具有同有线网一样的安全性，Wi-Fi采用的是无线加密协议，虽然采用了64位和128位加密密匙的RC4加密算法，但由于对包含密匙数据本身的信息流进行截取并不复杂，其网络还是会轻易地被攻击。

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．

2.5 移动性分析

从移动业务能力上看：

蓝牙作为一种新兴的短距离无线通信技术已经在各个领域得到广泛应用，它提供低成本、低功耗、近距离的无线通信，构成固定与移动设备通信环境中的个人网络，使得近距离内各种信息设备能够实现无缝资源共享。

Wi-Fi技术也是支持移动的，但是不支持两个Wi-Fi“热点”之间的终端的切换。当在两个Wi-Fi“热点”之间移动时是一个重新接入的过程。

WiMax标准之一802.16 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。

3 结论

蓝牙可以用来传输文件，包括图片、音频、动画、视频、软件等。蓝牙技术可以在微网络之间切换，但每次切换都必须断开与当前PAN的连接。Wi-Fi存取点是由数十米的小片面积所组成，将会主导私用的无照无线市场，如公司或家用的无线网络。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，聚焦于授权频段的无线ISP市场。由于WiMax连线的涵盖面积较大，以数十公里计，所以WiMax在全球涵盖上会占有优势。

参考文献

[1]胡新华、杨继隆、姜伟、殷进军.蓝牙技术综述蓝牙技术综述[J].现代电子技术，2002（5）

[2]傅扬，潘敏，史晓翠.WiFi网络技术与安全问题分析[J].计算机安全技术，2010（18）

[3]张昕颖.WiMax网络技术及其应用[J].福建电脑，2009（6）