802.11ba WUR波形生成与分析

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这个例子展示了如何生成IEEE®802.11ba™唤醒无线电(WUR)包波形。实例还说明了如何测量发射谱掩码和谱平坦度。

简介

802.11ba标准拟稿[1]，被称为唤醒无线电(WUR)，它定义了一种机制，使IEEE 802.11站(STAs)能够以极低的功耗运行，并通过唤醒信号以低延迟对传入流量作出反应。该标准定义了两种类型的WUR PPDU格式。

WUR基本PPDU, 20 MHz信道带宽(一个子信道)
WUR FDMA PPDU具有40 MHz(两个子信道)或80 MHz(四个子信道)连续信道带宽

每个20mhz子信道可为单个用户传输数据。对于每个20mhz的子信道，WUR物理层(PHY)分别支持62.5 kb/s和250kb /s的数据速率，分别表示为低数据速率(LD金宝appR)和高数据速率(HDR)。此外，[1]提供了在指定的数据速率下的符号序列和循环移位持续时间(CSDs)的三个例子。

这个示例生成5个WUR包，每个包之间的通道带宽为20 MHz，间隔为10微秒。该示例使用比标称基带速率所需的更大的快速傅里叶反变换(IFFT)长度对波形进行过采样，并且不执行频谱滤波。然后，该示例模拟了大功率放大器(HPA)的效应，引入了带内失真和频谱再生。在HPA建模之后，该示例从生成的波形中提取WUR PHY前文的非WUR部分，包括L-STF、L-LTF、L-SIG、BPSK-Mark1和BPSK-Mark2字段，以及WUR部分，包括WUR- sync和WUR- data字段。然后，该示例分别对WUR PHY序文的非WUR部分和WUR部分执行两次发射频谱掩码测量，并测量WUR部分的频谱平坦度。该图显示了此示例中包含的工作流。

仿真设置

配置示例，生成5个WUR包，每个包之间的空闲时间为10微秒。

numPackets = 5;idleTime = 10;%(微秒)

802.11ba WUR波形配置和生成

为20mhz传输创建一个WUR配置对象。

numSubchannels = 1;%子通道数cfgWUR = wlanWURConfig(numSubchannels);创建WUR报文配置cfgWUR。numtransmitantenna = 1;%发射天线个数fs = wlanSampleRate(cfgWUR);得到标称基带采样率Osf = 2;%过采样因子

通过为每个用户设置WUR配置对象属性来参数化传输。波形发生器函数只使用第一个cfgWUR。NumUsers的要素cfgWUR单元数组生成相应的WUR包。

psdu = cell(1, cfwour . numusers);psduLength = [5,10,15,20];%字节，每个20 MHz子信道1到22dataRate = {“异地恋”，“人类发展报告”，“异地恋”，“人类发展报告”};symDesign = {例二的，“Example2”，例二的，“Example2”};rng (0);%设置随机状态为i = 1:cfgWUR。NumUserscfgWUR.Subchannel{}。PSDULength = PSDULength (i);psdu{i} = randi([0 1]，psduLength(i)*8,1，“int8”）;cfgWUR.Subchannel{}。DataRate = DataRate {i};cfgWUR.Subchannel{}。SymbolDesign = symDesign{i};结束

函数生成指定位和配置的WUR波形wlanWaveformGenerator函数，设置包数、每个包之间的空闲时间和过采样因子。

tx波形= wlanWaveformGenerator(psdu,cfgWUR，“NumPackets”numPackets,“IdleTime”e-6, idleTime * 1,“OversamplingFactor”(osf);

添加障碍

HPA以带内失真和频谱再生的形式引入非线性行为。本例使用Rapp模型模拟功率放大器，该模型引入AM/AM失真[2］．模型放大器使用comm.MemorylessNonlinearity对象，并通过指定后退来配置减少失真，hpaBackoff，使放大器在饱和点以下工作。

p饱和度= 25;功率放大器的饱和功率% dBmhpaBackoff = 15;%功率放大器回退，单位为dB非线性;非线性。方法=“拉普模式”；非线性。平滑度= 3;% p参数非线性。线性增益= -hpaBackoff;非线性。OutputSaturationLevel = db2mag(pSaturation-30);

将HPA模型应用于波形。

tx波形=非线性(tx波形);

添加热噪声到每个发射天线使用comm.ThermalNoise对象，噪音系数为6分贝[3.］．

thNoise = com . thermalnoise (“NoiseMethod”，“噪声图”，“SampleRate”fs * osf,“NoiseFigure”6);为i = 1:cfgWUR。numtransmitantenna tx波形(:，i) = thNoise(tx波形(:，i));结束

发射光谱掩模和光谱平坦度测量

获取在时域数据包中访问WUR字段的索引。

ind = wlanFieldIndices(cfgWUR，“OversamplingFactor”(osf);%得到空闲时间的样本数。numIdle = osf*fs*idleTime*1e-6;%定义一个WUR包的长度，以样本为单位。pktLength = double(max(ind.WURData(:，2)))+numIdle;定义WUR PHY序文中非WUR部分的长度，由样本中的L-STF, L-LTF, L-SIG, BPSK-Mark1和BPSK-Mark2字段。idxPreamble = 0 (ind.BPSKMark2(2)，numPackets，“uint32”）;在示例中定义wale - sync和wale - data字段的长度。idxWUR = 0 (max(ind.WURData(:，2))-ind.WURSync(1,1)+1,numPackets，“uint32”）;

提取波形内每个包的WUR PHY序文的非WUR部分和WUR部分。

pktOffset = 0;%第一次取样开始(无偏移)为i = 1:numPackets% WUR前缀字段的索引idxPreamble(:，i) = pktOffset+(1:ind.BPSKMark2(2));% wale - sync和wale - data字段的索引idxWUR (:, i) = pktOffset + (ind.WURSync(1,1):马克斯(ind.WURData (:, 2)));用于生成每个数据包的结束索引的数据包偏移量pktOffset = i*pktLength;结束preamFields = tx波形(idxPreamble(:)，:);wurFields = tx波形(idxWUR(:)，:);

测量WUR PHY序文的非WUR部分的发射频谱掩码，如[1］．

如果numPackets > 0 helperSpectralMaskTest (fs, preamFields osf);结束

频谱掩码通过

根据[第30.3.12.1节所载的相对于信号最大频谱密度的限值(dBr)及相应的频率偏移(MHz)1]，为WUR basic和FDMA ppdu定义WUR- sync和WUR- data字段的发射频谱掩码为。

开关numSubchannels情况下1基本的PPDUdBrLimits = [-40 -40 -28 -20 -15 0 ..．.0 -15 -20 -28 -40 -40];fLimits = [-Inf -30 -20 -11 -3.5 -2.25 ..．.2.25 3.5 11 20 30 Inf];情况下2% 40 MHz WUR FDMA PPDUdBrLimits = [-40 -40 -28 -20 -15 0 0 -15 -20.．.-20 -15 0 0 -15 -20 -28 -40 -40];fLimits = [-Inf -60 -40 -21 -13.5 -12.25 -7.75 -6.5 -1.．.1 6.5 7.75 12.25 13.5 21 40 60 Inf];否则% 80 MHz WUR FDMA PPDUdBrLimits = [-40 -40 -28 -20 -15 0 0 -15 -20 -20 -15 0 0 -15 -20.．.-20 -15 0 0 -20 -20 -15 0 0 -15 -20 -28 -40 -40];fLimits = [-Inf -120 -80 -41 -33.5 -32.25 -27.75 -26.5 -21 -19 -13.5 -12.25 -7.75 -6.5 -1.．.1 6.5 7.75 12.25 13.5 19 21 26.5 27.75 32.25 33.5 41 80 120 Inf];结束

测量wale - sync和wale - data字段的发射频谱掩码和频谱平坦度，如第30.3.12.1节和第30.3.12.2节所述。1］．的wurTxSpectralFlatnessMeasurement函数通过比较每个20mhz信道的中心4mhz内任何相邻1mhz段的功率与中心4mhz的总发射功率来测量频谱平坦度，并按照[4]用于连续和非连续传输的设备。

如果numPackets > 0 helperSpectralMaskTest (fs, wurFields osf, dBrLimits, fLimits);isPassed = wurTxSpectralFlatnessMeasurement(wurFields,fs,osf);如果isPassed流(“光谱平坦度通过了\n”）;其他的流(“光谱平坦度失败\n”）;结束结束

光谱掩模通过，光谱平整度通过

结论及进一步探索

这个例子展示了如何生成IEEE 802.11ba标准草案中规定的WUR波形，并测量这些量。

发射频谱掩模
光谱平坦

HPA模型引入了显著的带内畸变和光谱再生，这在光谱掩模图中是可见的。尝试增加HPA回退的值，观察到带外辐射更低。光谱平面度测量中纹波和偏差限制的各种模式是由于符号设计上的多载波开关键控(MC-OOK)不同，例如符号序列上的MC-OOK和应用的CSD值。如果所生成的波形中的子信道配置了符号设计并且数据速率设置为，则20 MHz子信道的频谱平坦度测试将失败“青年们”而且“人类发展报告”,分别。尝试使用不同的MC-OOK符号设计，观察对光谱平坦度的影响。

参考文献

IEEE P802.11ba™/D8.0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。修改件3:唤醒无线电操作
R. Porat等人。TGax评价方法，IEEE 11/14-0571r12。2016-01-21。
佩拉希亚，E.和R.斯泰西。下一代无线局域网:802.11n和802.11ac。第二版。英国:剑桥大学出版社，2013年。阿尔康博，杰里，还有沙文·苏里尼。使用矢量信号分析仪的IEEE 802.11频谱测量。射频设计27.6(2004):38-49。
Etsi en 300 328 v2.1.1。宽带传输系统;工作在2,4 GHz ISM频段并使用宽带调制技术的数据传输设备;涵盖指令2014/53EU第3.2条实质内容的协调标准。2016 - 11。