802.11ac波形生成与MAC帧
此示例演示如何生成IEEE®802.11ac™传输，其中包含适合执行无线电包错误率(PER)接收器测试的MAC帧。
介绍
WLAN工具箱™可用于生成执行接收器测试的标准兼容波形。一个基本的WLAN接收器测试场景如下图所示。
被测设备(DUT)通常通过有线链路用射频测试矢量进行刺激。包错误率(PER)是一个度量，用于测试接收机在给定接收信号功率下，在噪声、干扰或其他损害存在的情况下的性能。PER定义为错误解码的包数除以传输的包总数。
MAC帧内的帧检查序列(FCS)用于确定接收端是否正确解码了MAC帧，从而确定数据包是否被错误接收。IEEE 802.11ac的通用MAC帧包含以下字段:
MAC标题
帧的身体
FCS
从更高层发送的数据包含在MAC帧的帧主体内。发送器使用MAC标头和帧主体字段上的循环冗余校验以生成FCS值。接收器计算CRC并将其与接收的FCS字段进行比较，以确定在传输期间发生错误。
在这个例子中，IEEE 802.11交流波形由多个VHT格式数据包组成。的wlanWaveformGenerator函数可用于生成包含一个或多个数据包的波形。的wlanWaveformGenerator函数消耗每个包的物理层服务数据单元(PSDUs)，并执行适当的物理层处理以创建波形。包含MAC头和有效FCS的PSDU可以使用wlanMACFrame函数。在本例中，合成了包含MAC包的多包基带波形。此波形可下载到信号发生器进行射频传输，并用于接收机PER测试。提供了使用Keysight Technologies™N5172B信号发生器下载和播放波形的源代码。示例处理如下图所示:
802.11ac VHT格式配置
合成的VHT波形的特定格式配置wlanWaveformGenerator函数由VHT格式配置对象描述，wlanVHTConfig．对象的属性包含配置。以160mhz带宽，1个发射天线，1个时空流，QPSK速率1/2 (MCS 1)为例进行配置。
vhtCfg = wlanVHTConfig;%创建报文配置VHTCFG.CHANNELBANDWIDTH =“CBW160”；% 160兆赫信道带宽vhtCfg。NumTransmitAntennas = 1;% 1发射天线vhtCfg。NumSpaceTimeStreams = 1;% 1时空流vhtCfg。MCS = 1;%调制:QPSK速率:1/2
波形生成配置
的wlanWaveformGenerator功能可以配置为生成一个或多个数据包，并在每个数据包之间增加一个空闲时间。在这个示例中，将创建四个空闲时间为20微秒的数据包。
numpackets = 4;%生成4个包idleTime = 20 e-6;封包后% 20微秒的空闲时间
在每个包中传输的PSDU使用每个包的随机种子进行打乱。这是通过指定一个扰码器初始化种子向量来实现的。种子的有效范围是1到127(包括1)。
%用每个包的随机整数初始化扰码器scramblerInitialization = randi([1 127]，numPackets,1);
为每个包创建一个PSDU
在IEEE 802.11ac数据传输中，MAC帧被称为MAC协议数据单元(MPDU)， MAC头被称为MPDU头，帧体是一个聚合的MAC业务数据单元(a - msdu)。对一个或多个MPDU进行分隔、填充和聚合，以创建聚合的MPDU (A-MPDU)。对A-MPDU进行分隔和填充，形成物理层业务数据单元(PSDU)，对其进行编码和调制，以创建传输的包。封装过程如下图所示:
在这个例子中，为每个包创建一个包含一个MPDU的PSDU。MPDU由一个MPDU报头、A-MSDU帧(包含带有随机数据的A-MSDU子帧)和有效的FCS组成。的wlanMACFrame函数创建一个带有EOF分隔符和填充的A-MPDU，即PSDU，如[1]．它还返回A-MPDU的长度，称为APEP长度，用于设置APEPLengthVHT配置对象的属性。为每个分组生成PSDU，并将其连接到向量中数据用于与wlanWaveformGenerator函数。创建连接的PSDU位的处理过程数据如图所示:
创建帧配置macCfg = wlanMACFrameConfig (“FrameType”，'QoS数据'）;macCfg。FrameFormat =“VHT”；%帧格式macCfg。MSDUAggregation = true;%内部形成A-MSDUsbitsPerByte = 8;% 1字节的位数数据= [];为我= 1:numPackets%获取MSDU长度来创建一个随机有效载荷，形成a - mpdu% 4048字节(前置eof填充)msduLengths = wlanMSDULengths(4048, macCfg, vhtCfg);msdu = cell(numel(msduLengths)， 1); / /计算时间％使用所获得的长度创建MSDUS为msdu{j} = randi([0 255]， 1, msduLengths(j));结束%生成包含带有EOF分隔符和填充的A-MPDU位[psdu, apepLength] = wlanMACFrame(msdu, macCfg, vhtCfg，)“OutputFormat”，“位”）;%在VHT配置中配置APEP长度vhtCfg。APEPLength = APEPLength;%连接数据包PSDUs以产生波形数据= [数据;psdu];% #好< AGROW >结束
生成基带波形
连接所有数据包的PSDU位，数据，作为参数传递给wlanWaveformGenerator功能与VHT报文配置对象一起使用vhtCfg．这配置波形发生器以合成802.11ac VHT波形。要生成802.11n™HT或其他格式波形，请使用不同的格式配置对象wlanhtconfig.或者wlanNonHTConfig．波形发生器还使用名称-值对进行配置，以生成多个包，包之间有指定的空闲时间和初始置乱器状态。
%生成基带VHT包txWaveform = wlanWaveformGenerator(数据、vhtCfg．..“NumPackets”numPackets,'空闲时间'idleTime,．..“ScramblerInitialization”, scramblerInitialization);fs = wlanSampleRate (vhtCfg);disp ([基带采样率:num2str (fs / 1 e6)'msps']）;
基带采样率:160msps
基带波形的幅度如下所示。注意配置的报文数和空闲时间。
图;情节(abs (txWaveform));包含(“样本指数”）;ylabel (“级”）;标题（基带IEEE 802.11ac波形）;传奇（'发射天线1'）;
产生的时域波形的频谱，txWaveform，可使用DSP系统工具箱™dsp。简介．正如预期的那样，160mhz的信号带宽在基带清晰可见。
简介= dsp.SpectrumAnalyzer;简介。SampleRate = f;简介。SpectrumType =的功率密度；简介。RBWSource =“属性”；简介。RBW = 100年e3;简介。AveragingMethod =“指数”；spectrumAnalyze。ForgettingFactor = 0.99;简介。YLabel =PSD的；简介。YLimits = [-80 -40];简介。Title =基带IEEE 802.11ac波形；简介(txWaveform);
使用射频信号发生器产生无线信号
现在可以将WLAN工具箱创建的基带波形下载到信号发生器，以执行接收器测试。仪器控制工具箱™使用Keysight Technologies N5172B信号发生器产生中心频率为5.25 GHz射频的射频信号。
％控制是否将波形下载到波形发生器playOverTheAir = false;%下载基带IQ波形到仪器。产生射频输出功率为-10 dBm，中心频率为5.25 GHz。如果PlayopleTheair Fc = 5.25e9;%#ok< unch > %中心频率权力= -10;%输出功率loopCount =正;%表示要循环的时间％配置信号发生器，下载波形和循环射频= rfsiggen ();射频。资源=“TCPIP0:: 192.168.0.1:: inst0: INSTR”；射频。司机=“AgRfSigGen”；连接(rf);%连接仪器下载（RF，TXWAVEFORM。'，FS）;%下载波形到仪器开始(射频、fc、电力、loopCount);启动发射波形%当你完成发射时，停止波形输出停止(rf);断开(rf);结束
选定的参考书目
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。修改件4:在6ghz以下的频段内实现高吞吐量的增强。
你也可以从以下列表中选择一个网站:
