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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™单载波链路,其包括具有RF波束成形的相控阵天线。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™

  • 用于接收天线阵列的相控阵系统工具箱™

  • RF接收器的RF BlockSet™

介绍

该模型模拟了802.11ad单载波(SC)[1]与RF波束成形的链接。通过自由空间传输多个分组,然后恢复RF波束成形,解调和PLCP服务数据单元(PSDU)。将PSDU与发送以确定分组错误率的比较。接收器执行分组检​​测,定时同步,载波频率偏移校正和唯一基于单词的相位跟踪。

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数据包错误率与TGay通道的单载波仿真

系统架构

该系统包括:

  • 生成随机PSDU和802.11ad SC数据包的基带发射机。

  • 一个自由空间通道。

  • 接收天线阵列,最多支持16个元素。金宝app该模块允许控制阵列几何形状,阵列中的元素数,工作频率和接收器方向。

  • 一个16通道RF接收器模块,用于处理RF信号。该接收器模块包括低噪声放大器,相移器,Wilkinson 16:1组合器和下变频器。该模块允许控制用于计算相应相移的波束成形方向。

  • 基带接收器通过执行分组检​​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。

以下部分更详细地描述了发射机和接收器。

基带发射器

基带传输器块创建随机PSDU,并根据模型参数块中的MCS和PSDU长度值进行编码以创建单个分组波形。数据包生成器块使用该功能WlanWaveFormGenerator.编码数据包。

RF接收器

RF接收器包括放大器,相移器,威尔金森16:1组合器,并以超外差方式实现。

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。当接收器的主光束指向发射器时,接收器最大化SNR。发送器是全向的,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。

基带接收器

基带接收器具有两个组件:数据包检测和数据包恢复。

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。

数据包恢复子系统处理包括以下步骤:

  1. 频率偏移估计和校正。

  2. 符号时序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被解码。

  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。该模型还显示均等化符号星座以及EVM测量。请注意,在统计上有效的结果,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向朝向方向指向:Azimuth = 0°。和海拔= 0°。

如果你改变了接收方向接收天线阵列中的值朝向阵列辐射中的邻近空,EVM增加,并且不能成功解码分组。

如果你改变了波束成形方向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。

探索示例

  • 尝试将信号转换为模型参数块中的信噪比(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的输入到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。增加天线元素的数量改善了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

此示例使用以下辅助功能:

选定的书目

  1. IEEE STD 802.11ad™-2012信息技术的IEEE标准 - 系统之间的电信和信息交流 - 本地和大都市区域网络 - 特定要求 - 第11部分:无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规格。修正案3:60 GHz频段的吞吐量的增强功能。