物理层抽象

这个例子展示了如何用抽象的PHY对802.11ax网络建模。该示例展示了该示例中使用的系统模型的变体802.11 MAC和应用吞吐量测量。在802.11 MAC和应用吞吐量测量例如，完整的PHY处理建模，其中波形在物理层生成和解码。然而，这个例子建模了一个抽象的PHY，其中没有波形生成或解码。抽象物理层以保真度为代价减少了模拟所花费的时间。保真度是指在仿真中对PHY建模的精确程度。在物理层容忍低保真度的模拟可以使用抽象的PHY模型。

抽象的PHY操作在预先计算的包错误率(PER)表和方程上。这些表和方程用于估计损坏的数据包，而不需要对数据包进行任何实际的调制或解调，从而导致低保真度模型。参考示例系统级仿真的物理层抽象获取更多与PHY抽象相关的细节。

抽象物理层块

本节解释用于建模抽象PHY的块以及它如何适应802.11 [2网络模式。全PHY建模涉及到通过衰落信道的波形传输和接收相关的操作。抽象物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层物理层。此示例提供了PHY发射机,一个统计渠道，以及PHY接收机用于建模一个抽象的PHY。这些块可以在库中使用wlanAbstractedPHYLib。

摘要PHY发射机:

的摘要PHY发射机块对物理层的传输链进行建模。该块消耗来自MAC层的帧和相应的传输参数。在该块中计算发射功率、头持续时间、头持续时间和有效载荷持续时间等参数。此信息与MAC帧一起作为元数据传递，以模拟波形的传输。

接口摘要PHY发射机块:

统计渠道:

的统计渠道Block模拟数据包的路径损耗、传播延迟和接收范围。为了能够估计每个接收机的损失、延迟和范围，使用统计渠道块必须在每个节点中建模抽象PHY接收机。传播延迟应用于每个接收包，每个包的信号强度降低可选的路径损耗。如果接收节点在此范围内，报文将被转发到抽象PHY接收机具有有效信号强度。如果接收节点在发送器的范围之外，则丢弃包。

接口统计渠道是:

摘要PHY接收器:

的抽象PHY接收机块对物理层的接收链进行建模。该块根据接收到的元数据接收并处理数据包。的抽象PHY接收机Block根据在重叠时间线上收到的数据包对干扰进行建模。接收到的数据包仅在以下检查点处处理:(a)序文持续时间的结束(b)聚合帧的有效载荷中每个子帧持续时间的结束(或)非聚合帧的有效载荷持续时间的结束。

方法配置抽象级别，此块还提供了一个选项PHY抽象面具参数。您可以将其配置为“TGax评估方法附录1”(3.使用有效的SINR映射，用TGax通道模型预测链路的性能。这个过程的详细信息可以在示例中找到系统级仿真的物理层抽象。或者，您可以将其配置为“TGax模拟场景MAC校准”(4假设一个数据包失败的干扰，而不实际计算链路性能。请注意，选项“TGax评估方法附录1”仅适用于范围为[0-9]的MCS值，作为TGax评估方法[3.]仅为这些值定义。

接口抽象PHY接收机块:

系统级仿真

这个例子模拟了一个有10个节点的网络模型，WLANMultiNodeAbstractedPHYModel，如图所示。这些节点实现了具有物理载波感知和虚拟载波感知的载波感知多址防碰撞(CSMA/CA)。物理载波传感采用CCA (clear channel assessment)机制，在传输之前判断介质是否繁忙。虚拟载波传感采用RTS/CTS握手来防止隐藏节点问题。

网络中所有节点的位置都是通过节点位置分配器(NPA)块的模型。控件中可用的配置可以在运行时显示每个节点的状态视觉型的人块。的信道矩阵块是一个数据存储内存。在初始化时，在网络中的每对节点之间生成一个TGax信道实现，每个子载波产生的信道矩阵存储在块中。在模拟过程中，每个接收节点访问存储器以获得自己与发送节点之间的信道矩阵，以确定链路质量。在这个模型中，节点1、2、3、6、7和8同时充当发射器和接收器，而节点4、5、9和10只是被动接收器。

节点子系统

上述模型中的每个节点都是表示WLAN设备的子系统。每个节点包含应用层、MAC层和物理层。物理层是使用前一节中描述的抽象PHY块建模的。配置节点在特定的信道(频率)上收发报文多播标记参数。实体多播和组播接收队列块。默认情况下，所有节点都在同一通道上操作。属性为特定节点配置接收范围数据包接收范围参数。统计渠道块。

中可用的抽象PHY块之间可以轻松切换wlanAbstractedPHYLib和完整的PHY处理块可用wlanFullPHYLib.slx示例库802.11 MAC和应用吞吐量测量。到发射机、接收机和信道块的接口保持不变。默认情况下，抽象的PHY块运行在解释执行模式。为延长模拟时间，请将所有块配置为代码生成模式以获得更好的性能。

仿真结果

运行该模型将在指定的模拟时间内模拟WLAN网络。仿真结束时，生成网络级统计图(对应MAC层)。在模拟过程中收集详细的节点级统计信息(对应于应用程序、MAC和物理层)，并保存到基本工作区文件中statistics.mat。控件的掩码配置，还可以启用可选的实时可视化，以便在运行时查看每个节点的状态视觉型的人块。

可伸缩性

上面的模型显示了一个有10个节点的网络。类型可以创建节点较多的网络hCreateWLANNetworkModel函数。此助手函数使用此示例中的节点子系统，并创建一个由相互之间线性间隔10米的WLAN节点组成的网络。您可以创建不同的模拟场景，并使用不同数量的节点分析节点级或网络级统计信息。例如，下面的图显示了随着网络中节点数量的增加，重传和成功传输相对于总传输的情况。用于收集结果的配置参数为:

下图显示，与完整PHY处理相比，使用抽象PHY处理的模拟运行得更快，从而使其更具可伸缩性。用于采集性能结果的配置参数包括:

该示例解释了物理层抽象，并演示了一个具有抽象PHY的10节点WLAN网络。这个例子表明，与使用完整的PHY处理相比，使用抽象PHY的网络模拟更快、更可扩展。

进一步的探索

在本例中，节点之间交换的a - mpdu被分解为接收节点的mpdu。将这些mpdu导出为PCAP (packet capture next generation)和PCAPNG (packet capture next generation)格式文件pcapDumpDES块。使用pcapDumpDES块，转到wlanSystemLevelComponentsLib

导出到PCAP/PCAPNG格式文件

PCAP/PCAPNG格式文件包含了网络的数据包数据。这些文件主要与Wireshark等网络分析器相关[5，用于可视化和分析PCAP/PCAPNG文件的第三方工具。在系统级模拟中使用PCAP/PCAPNG文件的主要优点是:

复制MAC层输入实体(接收到的a - mpdu，FrameToMAC,PhyRxIndicator矢量)和输出实体(传输的a - mpdu，FrameToPHY,MACReqToPHY向量)，使用实体复制因子块。MAC层提供RxFrameToPCAP，PhyIndToPCAP，TxFrameToPCAP,MACReqToPCAP作为输入pcapDumpDES块。

的pcapDumpDES块包含两个输入端口，一个用于Tx/Rx a - mpdu，另一个用于Tx/Rx信息。

选择捕获格式为pcap或pcapng。模拟开始时，节点之间交换的数据包被记录到所选的捕获格式文件中。

要捕获包，请双击pcapDumpDES块，并选择参数Capture为Enable。

为每个节点创建一个新的捕获文件(PCAP/PCAPNG格式)。文件名与节点名对应。如果节点名为“Node1”，则抓包文件名为“Node1”。pcap或Node1.pcapng。

附录

下面的例子使用了这些helper:

参考文献