802.11啊波形生成
这个例子展示了如何生成IEEE®802.11啊™S1G波形和突出的一些关键特性的标准。
介绍
802.11啊是用于扩展范围和低功率应用中无照下标1 GHz的乐队,包括机器对机器通信和互联网的东西。802.11啊使用窄的通道带宽802.11比802.11 n™和ac™促进长期低功耗通信较低数据率。有效的信道带宽是1、2、4、8、16兆赫。
自802.11啊使用相同的底层物理层技术,802.11 n和802.11交流,处理链非常相似。除了1 MHz传输,一般数据调制使用相同的过程在802.11 ac, 1/10的时钟频率。
在本例的802.11啊S1G [1)波形生成强调一些关键的模式和特征802.11标准啊。
802.11啊模式层和物理层的功能
802.11啊标准定义了三种模式:
1 MHz模式(S1G_1M)适用于低数据率的应用程序。这种模式功能扩展的序言和一个新的调制和编码方案,MCS10,提高鲁棒性。MCS10 BPSK 1/2与2次重复率。当使用MCS10短期培训领域(31)是得益于3 dB允许数据包检测(2]。在这种模式下整个PPDU beamformed。
> = 2 MHz长序言模式(S1G_LONG)是用于单个或多用户传输与2,4,8或16兆赫通道带宽。PPDU类似于802.11 ac VHT PPDU,全方位部分和beam-changeable部分组成。
> = 2 MHz短暂的序言模式(S1G_SHORT)是用于单用户传输与2,4,8或16兆赫通道带宽。在这种模式下整个PPDU beamformed。
802.11啊标准目的是户外和室内操作。旅行的飞行员被引入补偿由于车辆运动引起的多普勒扩散反射。在以前的802.11标准驾驶员位置是固定在相同期间副载波的包。由于高多普勒跟踪不同信道条件环境并不是有效的固定飞行员的位置。飞行员改变旅行携带飞行员的副载波随时间而提高了跟踪信道环境变化的能力。在这个示例中生成波形为每个上面介绍的三种模式和配置MCS10和旅游试点高亮显示。
S1G 1 mhz模式
S1G 1 MHz PPDU包括五个领域,所有这些可以beamformed:
月31——短期培训领域,用于粗同步
LTF1——第一个长培训领域,用于细同步和初始信道估计
SIG -信号领域,接收者解码来确定传输参数
LTF2-N——随后长培训领域,用于MIMO信道估计
数据——数据字段,用户数据负载
波形生成的例子MCS0和MCS10 1 MHz传输显示。当使用MCS10 3 dB力量推动应用于短期培训领域。这种力量推动将可视化。
这个函数wlanWaveformGenerator返回一个S1G配置对象。创建一个S1G配置对象1 MHz带宽,1传输天线1时空流,BPSK率1/2 (MCS0),和一个256字节APEP长度。
cfg1MHz = wlanS1GConfig;cfg1MHz。ChannelBandwidth =“CBW1”;cfg1MHz。NumTransmitAntennas = 1;cfg1MHz。NumSpaceTimeStreams = 1;cfg1MHz。MCS = 0;cfg1MHz。APEPLength = 256;
创建一个随机比特PSDU使用指定格式配置所需的长度。
psdu =兰迪([0,1],cfg1MHz.PSDULength * 8, 1);
使用配置S1G格式生成一个S1G波形对象和PSDU波形发生器作为输入,wlanWaveformGenerator。根据格式波形发生器调节PSDU位配置。波形发生器还执行OFDM窗口。在本例中为清晰的可视化窗口是禁用的。
%生成波形窗口禁用txMCS0 = wlanWaveformGenerator (psdu cfg1MHz,“WindowTransitionTime”,0);
改变的MCScfg1MHz10并生成第二个波形演示算法提升力量。
cfg1MHz。MCS = 10;txMCS10 = wlanWaveformGenerator (psdu cfg1MHz,“WindowTransitionTime”,0);
第一个320微秒的权力是绘制波形捕获算法的持续时间和第一LTF 1 MHz的传播。注意底座的力量推动当MCS10使用。获得足够的数据包所需的功率提高检测灵敏度,以支持MCS10 [金宝app2]。
t = 320;%绘制时间以微秒为单位sr = wlanSampleRate (cfg1MHz);%采样率赫兹蜱虫= (1 / sr) * 1 e6;%微秒每样高频=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的力量”);包含(的时间(美国));ylabel (的功率(瓦分贝));
S1G > = 2 MHz长序言模式
长802.11啊序言支持单和多用户传输。金宝app漫长的序言PPDU包含两个部分;全方位的部分和beam-changeable部分。
全方位的部分是没有波束形成传播给所有用户。它包含三个字段:
月31——短期培训领域,用于粗同步
LTF1——第一个长培训领域,用于细同步和初始信道估计
SIG-A -信号一个字段,接收者解码来确定传输参数相关的所有用户
每个用户可以beamformed beam-changeable部分。它由四个领域:
D-STF——beamformed短训练领域,使用的接收机自动增益控制
D-LTF - beamformed长培训领域,用于MIMO信道估计
SIG-B -信号B。在一个多用户传输SIG-B MCS为每个用户的信号。在单用户传输MCS暗示SIG-A领域的全方位的序言部分。因此在单用户传输SIG-B符号传播的精确重复第一D-LTF。这种重复允许提高信道估计。
数据——数据字段,用户数据负载
可视化的重复第一个D-LTF S1G 2 MHz长序言格式创建配置对象使用wlanS1GConfig功能和配置为一个时空流和一个发送天线。
cfgSU = wlanS1GConfig;cfgSU。ChannelBandwidth =“CBW2”;cfgSU。序言=“长”;cfgSU。NumUsers = 1;cfgSU。NumSpaceTimeStreams = 1;cfgSU。NumTransmitAntennas = 1;cfgSU。MCS = 1;cfgSU。APEPLength = 150;
> = 2 MHz长序言波形单一时空流是使用生成的cfgSU对象。
%生成PSDU包含随机位psdu =兰迪([0,1],cfgSU.PSDULength * 8, 1);%生成PPDU波形txSU = wlanWaveformGenerator (psdu cfgSU);
D-LTF和绘制SIG-B字段。注意重复的D-LTF SIG-B象征。
s1gWavGenPlotSIGB (cfgSU txSU);
作为一个比较2 MHz长序言多用户波形将生成和可视化。首先,格式为两个用户创建配置对象。用户位置,空间的次数流,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];cfgMU。NumTransmitAntennas =总和(cfgMU.NumSpaceTimeStreams);cfgMU。MCS = [1 2]; cfgMU.APEPLength = [150 250];
为每个用户创建一个随机PSDU和多用户生成波形。PSDU长度为每个用户,cfgMU.PSDULength计算基于传播的属性cfgMU对象。
%为所有用户生成包含PSDUs单元阵列psdu =细胞(cfgMU.NumUsers, 1);为我= 1:cfgMU。NumUsers psdu{我}=兰迪([0,1],cfgMU.PSDULength(我),1);结束%生成波形txMU = wlanWaveformGenerator (psdu cfgMU);
两个D-LTF字段和SIG-B字段绘制第一时空流。注意SIG-B符号不再是一个重复的D-LTF1 MCS每个用户。
s1gWavGenPlotSIGB (cfgMU txMU);
S1G > = 2 MHz短暂的序言模式
S1G > = 2 MHz短暂的序言波形包括五个领域,所有这些可以beamformed:
月31——短期培训领域,用于粗同步
LTF1——第一个长培训领域,用于细同步和初始信道估计
SIG -信号领域,接收者解码来确定传输参数
LTF2-N——随后长培训领域,用于MIMO信道估计
数据——数据字段,用户数据负载
在这个例子中S1G 2 MHz短暂的序言波形有或没有旅行飞行员将生成。
旅行的飞行员是一个可选的特性,为所有三个S1G模式允许户外链接多普勒扩散可能是由于引入移动车辆。旅游飞行员相比提高了1.5倍固定飞行员在这种环境下提高信道估计性能(3]。
2 > = 2 MHz短暂的序言波形生成;一个固定的飞行员和一个飞行员。首先S1G 2 MHz短暂的序言与固定格式的配置创建试点地区使用wlanS1GConfig对象。
cfgFix = wlanS1GConfig;cfgFix。ChannelBandwidth =“CBW2”;cfgFix。序言=“短”;cfgFix。NumTransmitAntennas = 1;cfgFix。NumSpaceTimeStreams = 1;cfgFix。MCS = 0;% BPSK相同所以权力在所有副载波进行分析cfgFix。APEPLength = 100;cfgFix。TravelingPilots = false;%固定飞行员副载波
生成一个固定使用的试验波形cfgFix对象和随机PSDU碎片。PSDU位使用所需的长度为指定的格式创建配置。
%生成PSDU包含随机位psdu =兰迪([0,1],cfgFix.PSDULength * 8, 1);%生成PPDU波形txFix = wlanWaveformGenerator (psdu cfgFix);
从时域波形中提取数据字段使用已知的序言。OFDM符号和副载波的幅度。null的位置、数据携带副载波和飞行员携带副载波突出显示。飞行员位置保持不变的时间包。
s1gWavGenPlotGrid (txFix cfgFix,…解调的OFDM符号与固定飞行员高亮显示的)
现在使用相同的配置,但波形生成旅行飞行员。这可能是通过改变来实现的TravelingPilots现有配置对象的属性和再生波形,但是在这个例子中创建和使用一个单独的对象。
%复制格式配置对象,使飞行员cfgTravel = cfgFix;cfgTravel。TravelingPilots = true;%生成波形与旅行飞行员txTravel = wlanWaveformGenerator (psdu cfgTravel);
OFDM符号和副载波的幅度又策划。飞行员现在位置改变每个OFDM符号。飞行员副载波的大小是1.5倍,带着副载波的数据。
s1gWavGenPlotGrid (txTravel cfgTravel,…解调的OFDM符号与飞行员强调旅行的)
结论
这个例子演示了如何生成波形不同802.11啊S1G模式和突出的一些关键特性的标准。
附录
这个示例使用以下辅助函数:
选定的参考书目
IEEE P802.11ah™/ D5.0信息技术标准草案——电信和信息交换系统之间-本地和市区网络特定需求-第11部分:无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层规范(体育)。修改2:子1 GHz许可证免除操作。
Sameer Vermani et al。“序言格式1 MHz”, IEEE 802.11 11/1482r4, 2012-01-16。
罗恩Porat et al。“飞行员”旅行,IEEE 8902.11 12/1322r0, 2012-11-12。
