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IEEE 802.16e标准的LDPC码性能分析发布时间：2022-05-23T01:30:11.451Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：葛迎博[导读] IEEE 802.16e标准的LDPC码采用特殊的准循环码结构，能够根据检验矩阵直接实现LDPC码的快速编码。
基于IEEE 802.16e标准的LDPC码信道编码技术已经成为了当前研究的热点。
本文介绍了IEEE 802.16e标准中LDPC码的构造原理以及几种相对重要的译码算法，通过Matlab软件仿真对比分析了IEEE 802.16e标准中的LDPC码在几种不同码速率下的误码率性能。
葛迎博中国民航西北地区空中交通管理局陕西西安 710082摘要： IEEE 802.16e标准的LDPC码采用特殊的准循环码结构，能够根据检验矩阵直接实现LDPC码的快速编码。
基于IEEE 802.16e标准的LDPC码信道编码技术已经成为了当前研究的热点。
本文介绍了IEEE 802.16e标准中LDPC码的构造原理以及几种相对重要的译码算法，通过Matlab软件仿真对比分析了IEEE 802.16e标准中的LDPC码在几种不同码速率下的误码率性能。
关键词：IEEE 802.16e标准；LDPC码；译码算法；误码率分析1 IEEE 802.16e标准的LDPC码IEEE 802.16e标准的LDPC码采用特殊的准循环码结构，其校验矩阵H由基检验矩阵Hb扩展形成。
对于尺寸为m×n的校验矩阵H，基校验矩阵Hb的结构如下（1-1）其中Hb的尺寸为mb×nb，Hb1的尺寸为mb×kb，Hb2的尺寸为mb×mb。
其中kb= nb-mb，且m和n分别为mb×z，nb×z。
这里z为扩展因子，IEEE 802.16e标准规定其值为24到96中固定的19个数。
因为nb在不同的码速下恒为24，所以z=n/24，z的取值对应不同的码长。
WiMAX之3G3G是支持高速无线通信的ITU规范。
这一遍布全球的无线连接与GSM、TDMA和CDMA相兼容。
下一代3G蜂窝服务能够为语音和数据提供一个远程无线接入范围。
全球的运营商目前都在为城镇、郊区和交通流量较大的乡村地区部署3G网络基础设施。
下一代3G蜂窝服务能够跨多种地域创建广泛的数据接入范围，从而为语音通信和互联网连接提供最理想的移动计算能力。
IEEE802.16e自提出以来一直都比较引人关注，特别是有Intel这样的业界巨头和WiMAX组织的推动，业界对802.16e展开了热烈的讨论，尤其是802.16e与3G的关系，存在多种不同的观点：有的观点认为802.16e会取代3G，有的则认为802.16e不可能取代3G，只是3G的互补技术。
为了分析802.16e与3G的关系，下面对这两种技术进行全方位对比。
对于802.16e 技术和3G技术，首先由于定位的不同，二者存在很大差异。
从标准化程度上看，802.16e仅定义了空中接口的物理层和MAC层。
在MAC 层之上采用的协议以及核心网部分不在802.16e所包含的范围之内。
802.16e 的空中接口标准化工作预计近期完成。
3G技术作为一个完整的网络，空中接口规范、核心网系列规范以及业务规范等都已经完成了标准化工作，涉及无线传输、移动性管理、业务应用、用户号码管理等内容。
从业务能力上看，802.16e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802.16e终端持有者。
802.16e接入IP核心网，也可以提供VoIP业务。
3G从设计最初就是为话音业务和数据业务共同设计的，对于话音业务，核心网络仍采用电路交换方式实现，QoS有较高的保障。
802.16e牺牲了移动性换取了数据传输能力的提高，它的数据带宽优于3G 系统。
但是3G的数据能力也在不断提高，3G增强型如HSDPA，已经可以实现10Mbit/s的接入速率。
按照ITU的定义，3G增强型最终目标可以达到30Mbit/s。
WiMAX协议深度解析宽带无线接入的通信协议WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）是一种无线广域网（Wireless Metropolitan Area Network）技术，它使用IEEE 802.16系列标准来提供高速、高带宽的宽带无线接入。
本文将对WiMAX协议进行深入解析，探讨其在宽带无线接入中的通信协议。
一、WiMAX的技术原理与优势WiMAX技术基于广泛的无线通信频段，采用OFDM（正交频分复用）调制技术，通过分时分频多址（Time Division Duplexing，TDD）模式实现上行和下行数据的传输。
相比传统的无线接入技术，WiMAX 具有以下优势：1. 高速宽带接入：WiMAX能够提供高达数百兆比特每秒的数据传输速率，满足用户对高速互联网的需求，支持多媒体数据的实时传输和流媒体服务。
2. 大范围覆盖：WiMAX具备较大的覆盖范围，单个基站可以覆盖几十到几百平方公里的面积，有效弥补了有线网络无法覆盖的地区，并提供宽带无线接入服务。
3. 高效资源利用：WiMAX采用了动态分配资源的方式，可以根据用户需求和网络负载情况，为用户提供公平的带宽分配，提高频谱利用率，实现网络资源的高效利用。
4. 支持移动性：WiMAX技术支持用户的移动性，用户可以在网络覆盖范围内自由移动而无需切换网络，提供了无缝的漫游体验。
二、WiMAX协议层次结构WiMAX的通信协议使用了分层的结构，包括物理层、MAC层、网络层和应用层。
每一层都有特定的功能和协议，协同工作以提供稳定、高效的无线宽带接入。
1. 物理层（Physical Layer）：物理层负责将数字信号转换为无线信号并进行调制调制调制。
在WiMAX中，物理层采用OFDM技术，并使用不同的调制方式来适应不同的传输距离和频谱资源。
2. MAC层（Medium Access Control Layer）：MAC层负责管理网络资源和提供帧的访问机制。
为了对WiMAX与Wi—Fi技术进行对比分析，这里从两者的传输范围、传输速度、网络安全性以及标准竞争方面进行分析。
1 传输范围分析WiMAX的设计可以在需要执照的无线频段，或是公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。
一般来说，只有无线IS／7．企业才会使用授权频宽的WiMAX 技术。
至于Wi—Fi的设计则只在公用频段中的2．4 GHz到5 GHZ之间工作。
美国的联邦通讯委员会(FCC)规定Wi—Fi一般的传输功率要在1毫瓦到100毫瓦之间。
一般的WiMAX的传输功率大约100千瓦，所以Wi—Fi的功率大约是WiMAX的一百万分之一。
使用Wi— Fi基地台一百万倍传输功率的WiMAX基地台，会有比Wi—Fi终端更大的传输距离，这也是显而易见的了。
虽然WiMAX显然有较长的传输范围，在使用WiMAX基地台时必须注意，要有一个授权的无线电频段才能使用。
而如果WiMAX跟Wi—Fi一样都使用未授权的工作频段，则它的传输优势就消失了。
WiMAX跟Wi—Fi都是基于无线频段传输的技术，所以受同样的物理定律限制。
反之，如果在同样的条件下，让Wi—Fi使用授权频带，Wi—Fi同样也可以跟WiMAX一样有较大的传输范围。
另外，虽然WiMAX可以利用较新的多径处理技术，目前新推出的pre—NMIMO(多天线双向传输)技术Wi—Fi产品也使用了该技术。
2 传输速度分析WiMAX的技术优势大多数人都看好是传输速度的优势。
虽然WiMAX声称最高速度每秒70mbyte，然而最新的Wi—FiMIMO理论上也有每秒108 mbyte的最高速度，而实际环境下也有45 mbps的速度，已经是经过实验验证确认其速度约为45mbps。
而WiMAX 的商用产品目前很少。
而WiMAX技术也会受技术问题与物理定律所限制。
无线ISP企业在组建WiMAX网络的时候，同样会遇到现今其他无线企业会遇到的频宽竞争的难题。
