802.11ah波形生成
本示例展示了如何生成IEEE®802.11ah™S1G波形，并强调了该标准的一些关键特性。
简介
802.11ah旨在扩展范围和低功耗应用于未授权的1 GHz以下频段，包括机器对机器通信和物联网。802.11ah使用比802.11n™和802.11ac™更窄的连续信道带宽，以较低的数据速率促进远距离、低功耗通信。有效的信道带宽为1、2、4、8和16mhz。
由于802.11ah使用与802.11n和802.11ac相同的底层物理层技术，因此处理链非常相似。除了1兆赫兹传输外，一般情况下，数据调制使用与802.11ac相同的过程，时钟频率为1/10。
在本例中，若干802.11ah S1G [1]的波形，以突出802.11ah标准的一些关键模式和功能。
802.11ah模式和PHY特性
802.11ah标准定义了三种模式:
1 MHz模式(S1G_1M)用于低数据速率应用程序。该模式具有扩展的前导和新的调制和编码方案MCS10，以提高鲁棒性。MCS10为BPSK 1/2速率，重复2次。当使用MCS10时，短训练场(STF)提高3 dB以允许数据包检测[2］．在这种模式下，整个PPDU是波束形成的。
>= 2 MHz长前导模式(S1G_LONG)用于信道带宽为2、4、8或16 MHz的单用户或多用户传输。该PPDU类似于802.11ac VHT PPDU，由全向部分和波束可变部分组成。
>= 2 MHz短前导模式(S1G_SHORT)用于信道带宽为2、4、8或16 MHz的单用户传输。在这种模式下，整个PPDU是波束形成的。
802.11ah标准既适用于室内，也适用于室外。为了补偿车辆运动反射引起的多普勒传播，引入了旅行飞行员。在以前的802.11标准中，先导位置在包的持续时间内固定在同一个子载波上。在固定的导频位置下，跟踪由于高多普勒环境而引起的信道条件变化是不有效的。随着时间的推移，飞行飞行员改变携带飞行员的子载波，这提高了跟踪不断变化的信道条件的能力。在本例中，为上面介绍的三种模式中的每一种生成波形，并突出显示MCS10和旅行先导的配置。
S1G 1MHz模式
一个S1G 1 MHz PPDU由五个字段组成，所有字段都可以波束形成:
STF -短训练场，用于粗同步
LTF1 -第一个长训练域，用于精细同步和初始信道估计
SIG -信令字段，接收方解码该字段以确定传输参数
LTF2-N -后续长训练域，用于MIMO信道估计
Data——数据字段，承载用户数据有效负载
给出了MCS0和MCS10 1 MHz传输的波形生成示例。当使用MCS10时，一个3 dB的功率提升应用于短训练场。这种能量提升将被可视化。
这个函数wlanWaveformGenerator返回一个S1G配置对象。创建一个S1G配置对象，用于1 MHz带宽、1个发射天线、1个空时流、BPSK速率1/2 (MCS0)和256字节APEP长度。
cfg1MHz = wlanS1GConfig;cfg1MHz。ChannelBandwidth =“CBW1”；cfg1MHz。numtransmitantenna = 1;cfg1MHz。NumSpaceTimeStreams = 1;cfg1MHz。MCS = 0;cfg1MHz。APEPLength = 256;
使用指定格式配置所需的长度创建随机位的PSDU。
psdu = randi([0 1]，cfg1MHz.PSDULength*8,1);
使用配置的S1G格式对象和PSDU作为波形发生器的输入，生成一个S1G波形，wlanWaveformGenerator．波形发生器根据格式配置调制PSDU位。波形发生器也执行OFDM窗口。在本例中，为了更清晰地显示，禁用了窗口。
生成禁用窗口的波形txMCS0 = wlanWaveformGenerator(psdu,cfg1MHz，“WindowTransitionTime”, 0);
更改的MCScfg1MHz到10并生成第二个波形来演示STF功率提升。
cfg1MHz。MCS = 10;txMCS10 = wlanWaveformGenerator(psdu,cfg1MHz，“WindowTransitionTime”, 0);
绘制两种波形前320微秒的功率，以捕获1 MHz传输中STF和第一个LTF的持续时间。注意使用MCS10时STF的功率提升。需要功率提升以获得足够的包检测灵敏度以支持MCS10 [金宝app2］．
T = 320;%以微秒为单位绘制的持续时间sr = wlanSampleRate(cfg1MHz);采样率Tick = (1/sr)*1e6;%微秒每个样本Hf =图;惠普(1)=情节(0:蜱虫:t-tick, 20 * log10 (abs (txMCS10 (1: t老* * 1 e-6:))),“bx - - - - - -”）;持有在；惠普(2)=情节(0:蜱虫:t-tick, 20 * log10 (abs (txMCS0 (1: t老* * 1 e-6:))),“ro - - - - - -”）;xlim ([0 t - 1]);ylim (15) (-20);s1gWavGenPlotFieldOverlay (cfg1MHz高频);网格在；传奇(惠普、1 MHz MCS10，1 MHz MCS0，“位置”，“西南”）;标题(“1 MHz PPDU功率”）;包含(的时间(美国)）;ylabel (的功率(瓦分贝)）;
S1G >=2 MHz长前导模式
802.11ah长序文支持单用户和多用户传输。金宝app长长的序言PPDU由两部分组成;全向部分和波束变化部分。
全向部分在不进行波束形成的情况下传输给所有用户。它由三个字段组成:
STF -短训练场，用于粗同步
LTF1 -第一个长训练域，用于精细同步和初始信道估计
SIG-A -信令A字段，接收端解码该字段以确定与所有用户相关的传输参数
波束可变部分可以对每个用户进行波束成形。它由四个字段组成:
D-STF -波束形成的短训练场，用于接收机的自动增益控制
D-LTF -波束形成的长训练场，用于MIMO信道估计
SIG-B -信令B字段。在多用户传输中，SIG-B为每个用户向MCS发送信号。在单用户传输中，MCS在序言的全向部分的SIG-A字段中发出信号。因此，在单用户传输中，传输的SIG-B符号是第一个D-LTF的精确重复。这种重复允许改进信道估计。
Data——数据字段，承载用户数据有效负载
为可视化第一个D-LTF的重复，使用wlanS1GConfig功能和配置为一个时空流和一个发射天线。
cfgSU = wlanS1GConfig;cfgSU。ChannelBandwidth =“CBW2”；cfgSU。序言=“长”；cfgSU。NumUsers = 1;cfgSU。NumSpaceTimeStreams = 1;cfgSU。numtransmitantenna = 1;cfgSU。MCS = 1;cfgSU。APEPLength = 150;
>=2兆赫长前导波形与一个单一的时空流生成使用cfgSU对象。
生成一个包含随机位的PSDUpsdu = randi([0 1]，cfgSU.PSDULength*8,1);生成一个PPDU波形txSU = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgSU);
绘制D-LTF和SIG-B字段。注意SIG-B符号中D-LTF的重复。
s1gWavGenPlotSIGB (cfgSU txSU);
作为比较，将生成和可视化2 MHz长的前导多用户波形。首先，为两个用户创建一个格式配置对象。用户位置，空间时间流的数量，MCS和APEP长度配置每个用户使用向量参数化的相关属性cfgMU对象。
cfgMU = wlanS1GConfig;cfgMU。ChannelBandwidth =“CBW2”；cfgMU。序言=“长”；cfgMU。NumUsers = 2;cfgMU。UserPositions = [0 1];cfgMU。NumSpaceTimeStreams = [1 1];cfgMU。numtransmitantenna = sum(cfgMU.NumSpaceTimeStreams);cfgMU。MCS = [1 2]; cfgMU.APEPLength = [150 250];
为每个用户创建一个随机PSDU，并生成一个多用户波形。每个用户的PSDU长度，cfgMU。PSDULength，是根据传输特性计算的cfgMU对象。
为所有用户生成包含psdu的单元格数组psdu = cell(cfgMU.NumUsers,1);为i = 1:cfgMU。NumUsers psdu{i} = randi([0 1]，cfgMU.PSDULength(i)，1);结束生成波形txMU = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgMU);
对于第一时空流，绘制了两个D-LTF场和SIG-B场。注意SIG-B符号不再是D-LTF1的重复，因为它承载了每个用户的MCS。
s1gWavGenPlotSIGB (cfgMU txMU);
S1G >=2 MHz短序音模式
S1G >=2 MHz短前导波形由五个字段组成，所有字段都可以波束形成:
STF -短训练场，用于粗同步
LTF1 -第一个长训练域，用于精细同步和初始信道估计
SIG -信令字段，接收方解码该字段以确定传输参数
LTF2-N -后续长训练域，用于MIMO信道估计
Data——数据字段，承载用户数据有效负载
在本例中，将生成带有或不带有旅行导频的S1G 2 MHz短前导波形。
旅行飞行员是所有三种S1G模式的可选功能，以允许由于移动车辆而可能引入多普勒传播的室外链路。与固定导频相比，移动导频提升了1.5倍，以提高该环境下的信道估计性能[3.］．
产生两个>= 2 MHz的短前导波形;一个是固定的飞行员，一个是流动的飞行员。首先，使用固定导频位置创建s1g2mhz短序音格式配置wlanS1GConfig对象。
cfgFix = wlanS1GConfig;cfgFix。ChannelBandwidth =“CBW2”；cfgFix。序言=“短”；cfgFix。numtransmitantenna = 1;cfgFix。NumSpaceTimeStreams = 1;cfgFix。MCS = 0;% BPSK，所以对所有子载波进行分析的功率相同cfgFix。APEPLength = 100;cfgFix。TravelingPilots = false;固定导频子载波
生成一个固定的导频波形cfgFix对象和随机PSDU位。PSDU位是使用指定格式配置所需的长度创建的。
生成一个包含随机位的PSDUpsdu = randi([0 1]，cfgFix.PSDULength*8,1);生成一个PPDU波形txFix = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgFix);
使用前导的已知持续时间从时域波形中提取数据字段。绘制OFDM符号和子载波的幅值。空值、数据携带子载波和导频携带子载波的位置将被突出显示。导频位置在数据包期间保持不变。
s1gWavGenPlotGrid (txFix cfgFix,.．.高亮显示固定导频的解调OFDM符号）
现在，使用相同的配置生成了一个波形，但有飞行飞行员。可以通过更改TravelingPilots属性的现有配置对象并重新生成波形，但在本例中创建并使用了一个单独的对象。
复制格式配置对象并启用旅行导频cfgTravel = cfgFix;cfgTravel。TravelingPilots = true;生成行进飞行员的波形txTravel = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgTravel);
OFDM符号和子载波的大小再次被绘制出来。导频位置现在每个OFDM符号都会改变。导频子载波的量级是数据携带子载波的1.5倍。
s1gWavGenPlotGrid (txTravel cfgTravel,.．.“突出显示飞行飞行员的解调OFDM符号”）
结论
这个示例演示了如何为不同的802.11ah S1G模式生成波形，并强调了该标准的一些关键特性。
附录
本例使用了以下helper函数:
选定的参考书目
IEEE P802.11ah™/D5.0信息技术标准草案。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。修改2:Sub 1ghz免许可证操作。
Sameer Vermani等人。“1mhz的前置格式”，IEEE 802.11-11/1482r4, 2012-01-16。
Ron Porat等人。《飞行飞行员》，电子工程学报，2012.11 -12。
您也可以从以下列表中选择一个网站:
