基本WLAN连接建模
这个例子展示了如何创建一个基本的使用无线局域网WLAN链接模型工具箱™。IEEE 802.11®™(1]VHT创建包,通过TGac通道。接收到的信号是平衡的和解码,以恢复传输比特。
介绍
这个例子展示了如何使用函数可以创建一个简单的transmitter-channel-receiver模拟从WLAN工具箱。VHT传输和接收链接实现如下图所示。VHT包通过TGac信道传输,解调,恢复平衡的符号。使相等符号解码恢复传输比特。
波形的一代
802.11交流VHT传输模拟。的传输参数的VHT格式802.11™标准配置使用VHT配置对象。的wlanVHTConfig创建一个VHT配置对象。在本例中20 MHz的对象配置信道带宽,MCS 5和单一传输天线。
%创建格式配置对象的输出VHT传播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;%单一空间流,64 - qamcfgVHT。ChannelBandwidth =“CBW20”;%传输信号的带宽Rs = wlanSampleRate (cfgVHT);%采样率
生成一个VHT包组成的培训、信号和数据字段:
Non-HT短训练字段(L-STF)
Non-HT长培训场(L-LTF)
Non-HT信号(L-SIG)领域
VHT信号(VHT-SIG-A)字段
VHT短训练字段(VHT-STF)
VHT长培训场(VHT-LTF)
VHT信号B (VHT-SIG-B)领域
数据字段
这些字段生成单独使用来自WLAN工具箱函数,连接生产VHT传输数据包。
第一个字段在PPDU L-STF和用于数据包的开始检测和自动增益控制(AGC)设置。它也用于初始频率偏移估计和粗定时同步。的wlanLSTF时域函数生成L-STF字段使用的一些参数包含在配置对象cfgVHT。
lstf = wlanLSTF (cfgVHT);
L-LTF用于精细时间同步、信道估计和频率偏移估计。的wlanLLTF在时域函数生成L-LTF。
lltf = wlanLLTF (cfgVHT);
L-SIG字段进行分组配置如数据速率、调制和编码速率non-HT格式。的wlanLSIG函数生成时域L-SIG字段。
lsig = wlanLSIG (cfgVHT);
下图显示了L-STF, L-LTF和L-SIG字段。这些字段是常见VHT, HT-Mixed和non-HT OFDM传输格式。
nonHTfield = [lstf; lltf lsig];%将non-HT序言字段
VHT特定信号和培训领域生成后non-HT序言字段。VHT-SIG-A字段的目的是提供信息,允许接收者解码数据有效负载。VHT-SIG-A由两个符号VHT-SIG-A1和VHT-SIG-A2。的wlanVHTSIGA函数生成时域VHT-SIG-A字段。
vhtsiga = wlanVHTSIGA (cfgVHT);
VHT-STF的目的是提高控制估计在MIMO传输和帮助了接收机检测重复模式类似于L-STF字段。的wlanVHTSTF函数生成时域VHT-STF字段。
vhtstf = wlanVHTSTF (cfgVHT);
VHT-LTF提供了对接收者意味着估计发射机和接收机之间的通道。根据时空流的数量,它由1、2、4、6、8 VHT-LTF符号。的wlanVHTLTF在时域函数生成VHT-LTF。
vhtltf = wlanVHTLTF (cfgVHT);
VHT-SIG-B字段是用来设置数据速率和数据字段的长度传输数据包的有效载荷。的wlanVHTSIGB函数生成时域VHT-SIG-B字段。
vhtsigb = wlanVHTSIGB (cfgVHT);
建构与生成的信号和培训领域的序言VHT格式。
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指定的参数生成PSDU比特的数据字段。的cfgVHT.PSDULength财产给VHT传输的字节数的数据字段。此属性用于生成随机PSDU碎片txPSDU。
rng (0)%初始化随机数生成器txPSDU =兰迪([0,1],cfgVHT.PSDULength * 8, 1);%生成PSDU比特的数据data = wlanVHTData (txPSDU cfgVHT);% VHT波形是由将non-HT VHT%序言字段数据txWaveform =(序言;数据);%传输VHT PPDU
或者波形对于一个给定的格式配置使用一个函数调用也可以生成wlanWaveformGenerator函数。这个函数可以产生一个或多个VHT包。默认情况下OFDM窗口是应用于生成的波形。关于OFDM窗口的更多信息,请参见参考页面wlanWaveformGenerator函数。
通道障碍
本节模拟无线传输的影响。传输信号通道和AWGN受损。dBs AWGN给出的水平。在这个例子中,TGac通道模型(2b型)是用于延迟概要文件。对于这个延迟概要文件当发射机和接收机之间的距离大于或等于5米,视线外的模型(N-LOS)配置。这是描述进一步的帮助wlanTGacChannel。
%参数化信道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 =“与种子mt19937ar”;tgacChannel。种子= 10;%信号穿过英吉利海峡。附加零补偿通道%过滤器延迟txWaveform = [txWaveform; 0 (10,1)];chanOut = tgacChannel (txWaveform);信噪比= 40;%在星展银行rxWaveform = awgn (chanOut、信噪比、0);%显示发送和接收信号的频谱。的%接收信号频谱的影响渠道spectrumScope =简介(SampleRate = Rs,…AveragingMethod =“指数”ForgettingFactor = 0.99,…YLimits = -30 [10], ShowLegend = true,…ChannelNames = {传输波形的,接收波形的});spectrumScope ([txWaveform rxWaveform]);
信道估计和均衡
在本节中接收到的波形的时域提取VHT-LTF。波形被认为是同步数据包的开始,考虑到信道滤波器延迟。VHT-LTF解调和用于估计信道。接收到的信号然后使用信道估计从VHT-LTF获得平衡的。
在这个例子中接收到的信号是同步开始的包补偿一个已知信道滤波器延迟。如何自动检测的更多信息和同步接收信号看下面的例子:
chInfo = info (tgacChannel);%获得特征信息%通道滤波器延时,以样本chDelay = chInfo.ChannelFilterDelay;rxWaveform = rxWaveform (chDelay + 1:最终,);
后同步接收机必须从接收到的数据包中提取相关的领域。的wlanFieldIndices函数用于返回所有字段的开始和结束时域样本指标相对于第一个样品包。这些指标是用来提取所需的字段进行进一步处理。
indField = wlanFieldIndices (cfgVHT);
从接收信号中提取VHT-LTF开始和结束指标用于生成一个向量的指标。
indVHTLTF = indField.VHTLTF (1): indField.VHTLTF (2);
VHT-LTF用于估计所有时空流之间的通道和接收天线。VHT-LTF从接收到的波形中提取和使用的解调wlanVHTLTFDemodulate函数。
demodVHTLTF = wlanVHTLTFDemodulate (rxWaveform (indVHTLTF:), cfgVHT);
信道估计的影响包括发射机的应用空间映射和循环变化的多天线配置。的wlanVHTLTFChannelEstimate函数返回所有时空流之间的估计信道和接收天线。
chanEstVHTLTF = wlanVHTLTFChannelEstimate (demodVHTLTF cfgVHT);
传输信号遇到深衰落信道频率响应图中所示。通道效应消退的也可以看到在前面所示的光谱图。
图块(20 * log10 (abs (chanEstVHTLTF)));网格在;标题(“估计信道响应”);包含(“副载波指数”);ylabel (“权力(dB)”);
从接收信号中提取数据字段的开始和结束指标数据字段用于生成一个向量的指数。
indData = indField.VHTData (1): indField.VHTData (2);%在飞行员副载波信道估计ofdmInfo = wlanVHTOFDMInfo (“VHT-Data”、cfgVHT.ChannelBandwidth cfgVHT.GuardInterval);chanEstPilots = chanEstVHTLTF (ofdmInfo.PilotIndices);%的噪声功率估计VHT数据字段据nVar = vhtNoiseEstimate (rxWaveform (indData:), chanEstPilots, cfgVHT);%恢复VHT的比特和平衡的符号使用的数据字段% VHT-LTF信道估计[rxPSDU ~, eqSym] = wlanVHTDataRecover (rxWaveform (indData:), chanEstVHTLTF,据nVar, cfgVHT);%比较传输和接收PSDU碎片numErr = biterr (txPSDU rxPSDU);
下面的图显示了平衡的的星座符号的输出wlanVHTDataRecover函数对参考星座相比。增加了信道噪声应该开始传播不同的星座点。
%的情节使相等符号constellationDiagram = comm.ConstellationDiagram;constellationDiagram。ReferenceConstellation = wlanReferenceSymbols (cfgVHT);%星座比较接受和引用constellationDiagram(重塑(eqSym [], 1));constellationDiagram。Title =“平衡的数据符号”;
选定的参考书目
-2020年IEEE Std 802.11™。IEEE标准信息技术——之间的通信和信息交换系统-本地和市区网络特定需求-第11部分:无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层规范(体育)。
布莱特,G。,H. Sampath, S. Vermani, et al. TGac Channel Model Addendum. Version 12. IEEE 802.11-09/0308r12, March 2010.
