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Simulink中的802.11ad射频波束形成单载波链路金宝app

这个例子展示了如何在Simulink®中建模IEEE®802.11ad™单载波链路,该Simulink®包括一个具有射频波束形成的相控阵天线。金宝app本示例需要以下产品:下载188bet金宝搏

  • 用于基带发射器和接收器的WLAN工具箱™

  • 相控阵系统工具箱™用于接收天线阵列

  • RF Blockset™射频接收器

介绍

该模型模拟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函数块允许Simulink模型使用MATLAB®函数。金宝app在本例中,在Simulink中建模的802.11ad SC链路使用使用MATLAB函数块调用的W金宝appLAN工具箱函数。在MATLAB中进行802.11ad基带仿真,参见示例基于tay信道的802.11ad包错误率单载波PHY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。

系统诊断包括星座均衡显示和得到的包错误率显示。

下面几节将更详细地描述发射机和接收机。

基带传输器

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。

根据波束形成方向计算应用于每个单元的相移。这是由用户提供的,并指示主波束的方向。当接收机的主波束指向发射机时,接收机的信噪比最大化。发射机是全向的,接收机方向(az,el)表示入射信号的方向。给出了接收方向和波束形成方向不同的场景。在这种情况下,接收信号功率会降低,导致高包错误率(PER)和错误矢量大小(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。

当检测到报文时,启用报文恢复子系统对检测到的报文进行处理。

包恢复子系统的处理包括以下步骤:

  1. 频率偏差估计和校正。

  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被解码。

  5. 数据包解码。

在包解码子系统中,从同步接收波形中提取SC数据场。然后,利用提取的场、信道和噪声功率估计恢复PSDU。

结果

运行仿真会显示包错误率。模型在处理每个包后更新PER。该模型还显示了均衡符号星座与EVM测量。注意,对于统计上有效的结果,需要很长的模拟时间。

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值接近于阵列辐射中的接近零,则EVM增加,数据包无法成功解码。

如果你改变波束形成方向值,使主波束指向发射机,改进EVM并成功解码数据包。

探索的例子

  • 尝试在模型参数块中改变信噪比(SNR)值。提高信噪比可以降低均衡码元星座的包错误率,提高均衡码元星座的EVM。如果使用单个接收链,指定的信噪比是ADC输入端的信噪比。信噪比考虑了自由空间路径损耗、热噪声和射频元件的噪声系数。

  • 您可以更改阵列的几何形状和在接收天线阵列块中呈现的阵列中的元素数量。增加天线单元的数量可以改善EVM。在均衡的符号星座中,可以观测到接收机天线阵引起的分集增益。

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。