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802.11如Simulink中的RF波束成形的单载波链路金宝app

此示例显示如何在Simulink®中建模IEEE®802.11ad™单载波链接,其包括具有RF波束成形的相位阵列天线。金宝app此示例需要以下产品:下载188bet金宝搏

  • 用于基带发射器和接收器的WLAN Toolbox™

  • 相控阵系统工具箱™用于接收天线阵列

  • RF接收器的RF BlockSet™

介绍

该模型模拟了802.11ad单载波(SC)[1链接射频波束形成。通过空闲空间传输多个数据包,然后进行射频波束形成、解调和PLCP业务数据单元(PSDU)恢复。将PSDUs与传输的PSDUs进行比较,以确定包错误率。接收机执行包检测、定时同步、载波频偏校正和基于唯一字的相位跟踪。

MATLAB功能块允许SIMULINK模型使用MATLAB®功能。金宝app在此示例中,在Simulink中建模的802.11ad SC链路使用使用MATLAB功能块调用的金宝appWLAN工具箱函数。对于Matlab中的802.11AD基带仿真,请参阅示例802.11AD数据包错误率用TGay通道单载波仿真

系统架构

该系统包括:

  • 一种基带发射机,它产生一个随机PSDU和一个802.11ad SC包。

  • 一个空闲空间信道。

  • 一种最多支持16个单元的接收天线阵列。金宝app该模块允许控制阵列几何形状、阵列中元素的数量、工作频率和接收方向。

  • 一个16通道射频接收模块来处理射频信号。该接收模块包括低噪声放大器、移相器、Wilkinson 16:1合成器和下变频器。该模块允许控制波束形成方向,用于计算相应的相移。

  • 一种基带接收机,通过执行包检测、时间和频率同步、信道估计、PSDU解调和解码来恢复发送的PSDU。

系统诊断包括均衡星座的显示和所获得的分组错误率。

下面几节将更详细地描述发射机和接收机。

基带发射器

基带发射机块创建一个随机的PSDU,并对比特进行编码,以基于模型参数块中的MCS和PSDU长度值创建一个单包波形。包产生模块使用这个函数wlanWaveformGenerator对数据包进行编码。

射频接收机

射频接收机由放大器、移相器、Wilkinson 16:1合成器组成,采用超外差方式实现。

基于波束形成方向计算施加到每个元件的相移。这由用户提供并指示主光束的方向。接收器当接收器的主光束指向发射器时最大化SNR。变送器是全向的,接收器方向(AZ,EL)表示入射信号的方向。示出了接收器方向和波束成形方向不同的场景。在这种情况下,接收信号功率的降低导致高分组错误率(每个)和误差矢量幅度(EVM)。结果部分显示了这些值。

基带接收机

基带接收机由包检测和包恢复两部分组成。

如果检测到数据包,则启用分组恢复子系统以处理检测到的数据包。

包恢复子系统的处理包括以下步骤:

  1. 频率偏移估计和校正。

  2. 符号定时和信道频率响应估计。

  3. 噪声功率估计。

  4. 同步错误检查。这决定了数据包是否可以解码。

  5. 数据包解码。

在分组解码器子系统中,SC数据字段从同步接收波形中提取。然后,使用提取的字段,通道和噪声功率估计来恢复PSDU。

结果

运行模拟显示数据包错误率。在处理每个数据包后,模型更新每个。该模型还显示均衡的符号星座以及EVM测量。请注意,对于统计有效的结果,需要长时间的仿真时间。

默认情况下,接收天线阵列的主波束指向方向:方位角= 0°,仰角= 0°。

如果你改变接收机的方向接收天线阵列中的值朝向阵列辐射中的接近空,EVM增加并且数据包不能成功解码。

如果你改变波束成形方向RF接收器中的值使得主光束向发射器点点,EVM改进和分组被成功解码。

探索的例子

  • 尝试将信号转换为模型参数块中的噪声比(SNR)值。增加SNR导致较低的数据包误差率和改进的均等符号星座的EVM。如果使用单个接收链,则指定的SNR是对ADC输入到ADC的信噪比。SNR占RF组件的自由空间路径损耗,热噪声和噪声系数。

  • 您可以更改接收天线阵列块中存在的数组中的数组几何和元素数。增加天线元件的数量改善了EVM。可以在均衡符号星座中观察到由于接收器天线阵列引起的分集增益。

附录

这个例子使用了以下帮助函数:

选定的参考书目

  1. IEEE Std 802.11ad™-2012信息技术IEEE标准。系统间电信和信息交换。局域网和城域网。特殊要求。第11部分:无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范修改3:增强了在60ghz频段的高吞吐量。