IEEE®802.11™WLAN - OFDM信标接收机与USRP®硬件
这个例子展示了如何使用通用软件无线电外设(USRP®)设备，使用SDRu(软件定义无线电USRP®)系统对象™来实现WLAN接收器。接收机能够恢复802.11 OFDM非ht信标帧[1]从商用802.11硬件通过空中传输。OFDM信标可以从802.11a/g/n/ac接入点传输，通常在5 GHz频段。在恢复过程中，数据包信息(如SSID和MAC地址)会打印到命令行。本例假设接入点在范围内，并在所需信道中传输OFDM信标。
的“设置和配置”部分USRP®无线电文档有关配置您的主机以使用SDRu接收器系统对象的详细信息。
本例需要WLAN工具箱™。
简介
这个例子有以下目标:
在MATLAB®中使用SDRu系统对象接收来自商用WLAN发射机的信号。
使用真实信号和无线电硬件演示WLAN工具箱和通信工具箱™的使用，演示完整的数据包同步和解码。
在本例中，SDRuReceiver System对象接收因空中传输而损坏的数据，并输出复杂的基带信号，这些信号由WLAN RF前端对象处理。本例展示了WLAN信号恢复功能在流安排中一起工作以恢复数据包。还展示了如何使用WLAN工具箱对恢复的介质访问控制(MAC)层数据包进行解码。
代码架构
这个函数runWLANNonHTReceiver使用两个System对象com . sdrureceiver和RFFrontEnd实现数据包捕获和同步。一旦捕获数据包，将使用WLAN工具箱功能进行解码。
SDRu接收机
MATLAB使用SDRu接收器系统对象与USRP®板通信。参数结构配置。RadioInfo设置硬件参数，如获得，DecimationFactor,MasterClockRate．
射频前端
nonHTFrontEnd提供数据包同步和收集功能。这个过程分为四个阶段:
包检测:在任何处理开始之前，必须检测包。这是通过自动关联输入符号来实现的。由于每个802.11 OFDM包的开头都包含一个称为L-STF的重复结构，当这个包出现时，相关性将出现峰值。然后提取L-STF并用于粗频偏估计。
符号计时:一旦一个包被检测到，几个未来的符号被捕获到缓冲区中。该缓冲区与L-LTF相互关联以定位。首先定位L-LTF提供了良好的符号计时，为包中所有连续的符号识别OFDM符号边界。在整个L-LTF被捕获后，它被用于信道估计和精细频偏估计。
L-SIG解码:在L-LTF之后的第一个OFDM符号是L-SIG字段。此字段必须被恢复和解码，以确定调制、码率和后续有效负载的长度。该信息用于在L-SIG完成有效负载后捕获正确的数据量。
有效负载解码:L-SIG之后的所有OFDM符号都被缓冲到由L-SIG字段决定的长度。在所有的符号都被捕获之后，它们被解调并解码成它们的源位。然后计算源位。该评估包括帧检查序列(FCS)验证和头部和主体的提取。如果报文是子类型灯塔时，将打印有关恢复包的摘要信息。
一旦接收到完整的数据包或在处理链中发生任何故障，接收方将返回包检测以搜索更多的数据包。在请求的捕获时间内重复此过程。捕获时间与从无线电中提取的数据量有关，而不是物理模拟的运行时间。
检查是否存在WLAN工具箱
如果isempty(版本(“无线局域网”)错误(“请安装WLAN工具箱以运行此示例。”）;结束
发现收音机
发现连接到计算机的收音机。本例使用的是第一个USRP®无线电findsdru函数。检查一下收音机是否可用。记录无线电类型，并根据该类型进行配置。
配置。RadioInfo = getRadioInfoWLANBeacon();disp (Config.RadioInfo);
设置仿真参数
从命令行请求用户输入模拟参数。您将被要求1)以秒为单位的捕获持续时间，2)绘图状态(开/关)，3)从恢复数据包中显示的数据量，4)启用供应商查找mac地址，5)感兴趣的波段，以及6)您想扫描的频道。如果启用了供应商查找，该功能还将下载一个由IEEE公开提供的MAC地址查找表。
配置。SimInfo = getUserInputWLANBeacon();
要查找您所在地理位置的有效频道号，请参阅的文档．
获取频道号回复=输入([“你想扫描哪个波段?”\ n”，.．.'1 == 5 GHz频段(默认)\n'，.．.'2 == 2.4 GHz波段\n[1]: '),“年代”）;如果Isempty (reply' 1 '；结束如果比较字符串(回答,' 1 ') bandToScan = 5;validChannels = [.．.' 7-16 (5.035-5.080 GHz)\n'.．.' 34-64 (5.170-5.320 GHz)\n'.．.' 100-144 (5.550-5.720 GHz)\n'.．.\n'.．.];defaultChannels =“(153 157)”；其他的bandToScan = 2.4;validChannels = [.．.' 1-13 (2.412-2.472 GHz)\n'.．.' 14 (2.484 GHz)\n'.．.];defaultChannels =“[1 - 6]”；结束获取要扫描的频道回复=输入(['有效通道号为:\n'validChannels.．.“你想看哪个频道?”defaultChannels“:”),“年代”）;如果isempty(reply);结束channelsToScan =重塑(str2num(reply)，[]，1);% #好< ST2NM >
Codegen加速度
若要加快接收函数的性能，请生成代码(如果您拥有有效的MATLAB Coder™许可证)。
runCodegen = false;如果checkCodegenLicense reply = input(“您想为接收者生成MEX文件吗?”Y/ n [n]: '，“年代”）;如果Isempty (reply“N”；结束如果strcmpi(回答,“Y”) runCodegen = true;结束结束compileIt = runCodegen;为接收方生成MEX文件如果compileIt流(为接收者\n生成MEX文件）;清晰的runWLANNonHTReceiver_mexcodegen (“runWLANNonHTReceiver”，“参数”{1 e9 coder.Constant(配置)});结束
捕获和解码基于ofdm的数据包
在请求的时间内捕获并尝试解码通道列表中的数据包。中心频率是无线电的可调参数;因此，可以在不重新生成整个接收器函数代码的情况下更改它。
为频道= 1:长度(channelsToScan)计算通道的中心频率WiFiCenterFrequency = wlanChannelFrequency(channelsToScan(channel)，bandToScan);运行接收器流('在信道%d (%1.3f GHz)上运行接收机\n'，.．.channelsToScan(频道),WiFiCenterFrequency / 1 e9);如果runCodegen runWLANNonHTReceiver_mex (WiFiCenterFrequency配置);其他的runWLANNonHTReceiver (WiFiCenterFrequency配置);结束结束%运行完成流('已扫描的目标通道\n'）;
在运行模拟时，一旦捕获恢复的数据包，就会立即解码。如果它们通过了FCS检查并且属于该子类型灯塔，信息将被打印到命令行。输出示例如下:
运行接收器在通道153 (5.765 GHz) SSID: w-guest Packets Decoded: 1 --------------- SSID: w-guest Packets Decoded: 2 --------------- ###处理100毫秒的接收数据…SSID: w-guest Packets Decoded: 3 --------------- SSID: w-guest Packets Decoded: 4 --------------- ###处理了200毫秒的接收数据…运行接收器在通道157 (5.785 GHz) SSID: w-guest包解码:5 --------------- ###处理100毫秒的接收数据…SSID: w-guest Packets Decoded: 6 --------------- ###处理了200毫秒的接收数据…已扫描所需通道
不同USRP®子板的增益行为差异很大。因此，本例中定义的增益设置可能不适合您的子板。如果数据包没有被接收系统正确解码，您可以改变源信号的增益SDRu接收机系统对象。中的USRPGain值接收机初始化文件．
期望的采集时间不超过5秒。为了确保来自USRP®的数据连续，使用了突发模式，该模式在内部将样本存储在单独的缓冲区中。该缓冲区的最大大小取决于操作系统，当收集时间过长时将超过该缓冲区的最大大小。当使用b系列USRP®设备时，可以通过运行重置无线电call_uhd_app(“b2xx_fx3_utils”,“- d”)如果函数runWLANNonHTReceiver过早退出。
附录
本例使用了以下脚本和helper函数:
还使用了以下WLAN工具箱功能:
参考文献
IEEE Std 802.11-2012 (IEEE Std 802.11-2007的修订版)- IEEE信息技术标准-系统间的电信和信息交换-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
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