主要内容

基本WLAN链路建模

开放脚本

此示例展示如何使用WLAN工具箱™创建基本WLAN链路模型。IEEE®802.11ac™[产品名称]1]创建VHT数据包，并通过TGac通道传递。对接收到的信号进行均衡和解码，以便恢复发送的比特。

介绍

此示例显示了如何使用WLAN工具箱中的函数创建简单的发射机-信道-接收机模拟。VHT发送和接收链路如下图所示实现。VHT数据包通过TGac信道发送、解调并恢复均衡符号。均衡符号解码以恢复传输的位。

波形产生

本例中模拟了802.11ac VHT传输。802.11的VHT格式的传输参数™ 标准配置使用VHT配置对象进行配置。这个wlanVHTConfig创建VHT配置对象。在本例中，对象配置为20 MHz信道带宽，MCS 5和单发送天线。

%为SISO VHT传输创建格式配置对象cfgVHT = wlanVHTConfig;cfgVHT。NumTransmitAntennas = 1;%传输天线cfgVHT.NumSpaceTimeStreams=1；%时空流cfgVHT.APEPLength=4096；%APEP长度（字节）cfgVHT。MCS = 5;%单空间流，64-QAMcfgVHT。ChannelBandwidth =“CBW20”；发射信号带宽%Rs=wlanSampleRate（cfgVHT）；%采样率

生成一个VHT数据包，包括训练、信号和数据字段：

  • 非ht短期训练场(L-STF)

  • 非HT长期训练场（L-LTF）

  • 非ht信号(L-SIG)域

  • VHT信号A (VHT- sig -A)场

  • VHT短期训练场（VHT-STF）

  • 远程训练场(VHT- ltf)

  • VHT信号B (VHT- sig -B)场

  • 数据字段

这些字段使用WLAN工具箱中的功能分别生成，并连接起来生成VHT传输包。

PPDU中的第一个字段是L-STF，用于开始包检测和自动增益控制(AGC)设置。它还用于初始频偏估计和粗定时同步。的wlanLSTF函数使用配置对象中包含的一些参数在时域中生成L-STF字段cfgVHT．

lstf = wlanLSTF (cfgVHT);

L-LTF用于精细时间同步、信道估计和精细频偏估计。的wlanLLTF函数在时域中生成L-LTF。

lltf=wlanLLTF（cfgVHT）；

L-SIG字段携带数据包配置，如非ht格式的数据速率、调制、码率等。的wlanLSIG函数在时域产生L-SIG域。

lsig=wlanLSIG（cfgVHT）；

下图显示了L-STF、L-LTF和L-SIG字段。这些领域对于VHT, HT-Mixed和非ht OFDM传输格式是常见的。

nonHTfield = [lstf; lltf lsig];%合并非ht前导字段

在非ht前置字段之后生成VHT特定信号和训练字段。VHT-SIG-A字段的目的是提供信息，以允许接收器解码数据有效载荷。VHT-SIG-A由VHT-SIG-A1和VHT-SIG-A2两个符号组成。的wlanVHTSIGA函数在时域中生成VHT-SIG-A字段。

vhtsiga=wlanVHTSIGA（cfgVHT）；

VHT-STF的目的是改善MIMO传输中的增益控制估计，并帮助接收机检测类似于L-STF场的重复模式。的wlanVHTSTF函数在时域中生成VHT-STF字段。

vhtstf=wlanVHTSTF（cfgVHT）；

VHT-LTF为接收机提供了一种估计发射机和接收机之间信道的方法。根据时空流的数量，它由1、2、4、6或8个VHT-LTF符号组成。的wlanVHTLTF函数在时域中生成VHT-LTF。

vhtltf = wlanVHTLTF (cfgVHT);

VHT-SIG-B字段用于设置发送报文的数据速率和数据字段有效载荷的长度。的wlanVHTSIGB函数在时域生成VHT-SIG-B域。

vhtsigb = wlanVHTSIGB (cfgVHT);

用生成的信号和VHT格式的训练字段构造序言。

序言= [lstf; lltf; lsig vhtsiga; vhtstf; vhtltf; vhtsigb);

的wlanVHTData函数生成时域VHT数据字段。VHT格式配置cfgVHT指定从PSDU位生成数据字段的参数。的cfgVHT。PSDULength属性给出在VHT数据字段中传输的字节数。此属性用于生成随机PSDU位txPSDU．

rng (0)%初始化随机数生成器txPSDU=randi（[0 1]，cfgVHT.PSDULength*8,1）；%以位为单位生成PSDU数据数据=wlanVHTData（txPSDU，cfgVHT）；VHT波形是由前置的非ht和VHT构成的%前缀字段与数据TX波形=[前导；数据]；%发送VHT PPDU

或者，也可以使用单个函数调用生成给定格式配置的波形瓦兰波发生器函数。这个功能可以产生一个或多个VHT包。默认情况下，OFDM加窗应用于产生的波形。有关OFDM开窗的更多信息，请参阅参考页瓦兰波发生器函数。

通道损伤

本节模拟空中传输的效果。传输信号受到信道和AWGN的影响。AWGN的级别用db表示。在本例中，TGac通道模型[2]与模型b一起使用。对于发射机与接收机距离大于等于5米的延时剖面，模型为Non-Line-of-Sight (N-LOS)配置。这在for的帮助中有进一步的描述瓦朗加克通道．

参数化通道tgacChannel = wlanTGacChannel;tgacChannel。DelayProfile =“B型”；tgacChannel。NumTransmitAntennas = cfgVHT.NumTransmitAntennas;tgacChannel。NumReceiveAntennas = 1;tgacChannel。LargeScaleFadingEffect =“没有”；tgacChannel。ChannelBandwidth =“CBW20”；tgacChannel。TransmitReceiveDistance = 5;tgacChannel。SampleRate = Rs;tgacChannel。RandomStream =“带种子的mt19937ar”；tgacChannel。种子= 10;%通过通道传递信号。附加零以补偿通道%过滤器延迟txWaveform = [txWaveform; 0 (10,1)];chanOut = tgacChannel (txWaveform);信噪比= 40;%在dBs中rxWaveform=awgn（信道输出，信噪比，0）；%显示发送和接收信号的频谱。的接收到的信号频谱受信道影响简介= dsp。简介(“SampleRate”Rs,．．.“AveragingMethod”，“指数”，“遗忘因子”, 0.99,．．.“YLimits”-30年[10],“ShowLegend”,真的,．．.“频道名称”,{传输波形的，“接收波形”}); 频谱分析仪（[TX波形RX波形]）；

信道估计和均衡

在本节中，从接收到的波形中提取时域VHT-LTF。通过考虑信道滤波器延迟，假设波形与分组的开始同步。VHT-LTF被解调并用于估计信道。然后使用从VHT-LTF获得的信道估计来均衡接收信号。

在这个例子中，通过补偿一个已知的信道滤波器延迟，接收的信号被同步到包的开始。有关如何自动检测接收到的信号并与之同步的更多信息，请参见以下示例:

chInfo = info (tgacChannel);获取特征信息%信道滤波器延迟，以样本为单位测量chDelay=chInfo.ChannelFilterDelay；rxWaveform=rxWaveform（chDelay+1:end，：）；

同步后，接收器必须从接收到的数据包中提取相关字段沃兰菲尔德酒店函数用于返回相对于数据包中第一个样本的所有字段的开始和结束时域样本索引。这些索引用于提取所需字段以进行进一步处理。

indField = wlanFieldIndices (cfgVHT);

为了对接收的OFDM符号进行MMSE均衡，需要估计OFDM解调后的噪声功率。在这个例子中，VHT场的噪声功率是用解调的L-LTF符号估计的。从接收的波形中提取L-LTF，并用该信号进行解调wlanLLTFDemodulate函数。

indLLTF = indField.LLTF (1): indField.LLTF (2);demodLLTF = wlanLLTFDemodulate (rxWaveform (indLLTF) cfgVHT);估算VHT领域的噪声功率nVar=helperNoiseEstimate（解调器TF、cfgVHT.ChannelBandwidth、cfgVHT.NumSpaceTimeStreams）；

为了从接收信号中提取VHT-LTF，使用起始和结束索引生成索引向量。

indVHTLTF = indField.VHTLTF (1): indField.VHTLTF (2);

VHT-LTF用于估计所有时空流与接收天线之间的信道。从接收波形中提取VHT-LTF，并利用该方法进行解调WLANVHTLTF解调函数。

demodVHTLTF = wlanVHTLTFDemodulate (rxWaveform (indVHTLTF:), cfgVHT);

信道估计包括应用空间映射和多天线配置的发射机处循环移位的影响。的wlanVHTLTFChannelEstimate函数返回所有时空流和接收天线之间的估计信道。

chanEstVHTLTF=WLANVHTLTF信道估计（解调VHTLTF，cfgVHT）；

发射信号遇到一个深衰减，如下图所示的信道频率响应。通道褪色的效果也可以在前面显示的频谱图中看到。

图形图（20*log10（abs（chanEstVHTLTF））；网格在…上；头衔(“估计信道响应”）;包含(“子载波索引”）;ylabel (“权力(dB)”）;

为了从接收的信号中提取数据字段，数据字段的起始和结束索引被用来生成索引向量。

indData=indField.VHTData（1）：indField.VHTData（2）；恢复VHT数据字段中的位和均衡符号%VHT-LTF信道估计[rxPSDU ~, eqSym] = wlanVHTDataRecover (rxWaveform (indData:), chanEstVHTLTF,据nVar, cfgVHT);%比较发送和接收PSDU位numErr = biterr (txPSDU rxPSDU);

的输出处的均衡符号的星座图wlanVHTDataRecover函数与参考星座比较。增加信道噪声应该开始扩展明显的星座点。

%打印均衡符号constellationDiagram = comm.ConstellationDiagram;constellationDiagram。ReferenceConstellation = wlanReferenceSymbols (cfgVHT);%比较接收星座和参考星座constellationDiagram(重塑(eqSym [], 1));constellationDiagram。Title =“均衡数据符号”；

附录

这个例子使用了这个helper函数。

选定的参考书目

  1. 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。修改件4:在6ghz以下的频段内实现高吞吐量的增强。

  2. Breit, G.， H. Sampath, S. Vermani等。TGac通道模型附录。12版本。IEEE 802.11-09/0308r12, 2010年3月。

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