此示例演示如何模拟多个数字下行链路正交频率分割多址(OFDMA)IEEE®802.11AX™[1]使用Simevents®,equentflow®和WLAN Toolbox™的情景。在OFDMA中,将独立的子载波组分配给不同的用户来实现同时传输。这种多路复用技术在频谱效率,争用,延迟和网络抖动方面提供了显着的优势。此示例提供了一个模型,用于在802.11ax网络中启用OFDMA通信的下行链路(DL)。网络拓扑由接入点(AP)和四个线性放置的站组成。该模型使您可以为不同的目标站配置具有相同访问类别(AC)的多个应用程序。在此示例中,基于用户的数量来固定资源单位(RUS)对站的分配。AP以循环方式调度传输到车站。衍生图表明,与OFDM相比,AP的DL吞吐量较高。
IEEE 802.11ax通过现有的802.11ac标准引入了显着的增强[2].其中一个关键的改进是OFDMA,它是正交频分复用(OFDM)数字调制技术向多用户环境的扩展。OFDMA的原理是有效地利用可用的频率空间。OFDMA将信道带宽划分为多个互斥的子频带,称为RUs。通过划分信道带宽,多个用户可以同时访问空中接口。因此,可以同时向多个用户并发传输小帧。例如,一个传统的20 MHz信道可以划分为最多9个子信道。随后,使用OFDMA,一个802.11ax AP可以同时向9个802.11ax工作站传输小帧。帧的同时传输不仅减少了MAC的过多开销,而且也减少了争用开销。在OFDMA中,RUs的分配完全由AP控制。802.11ax标准规定了两种OFDMA传输类型,即下行(DL)和上行(UL) OFDMA。
DL OFDMA:AP使用不同的RU同时向多个站点发送数据。
ULDMA:多个站点使用不同的RU同时向AP传输数据。
本节说明了OFDM和OFDMA之间的区别。在这个图中,802.11n/ac/ax AP随着时间的推移分别向4个OFDM站发送DL。整个信道带宽用于AP和单个OFDMA站之间的DL通信。这同样适用于从单个802.11n/ac/ax客户端到802.11n/ac/ax AP的上行传输。
该图表明,当使用OFDMA时,802.11ax将信道带宽将信道带宽分隔为多个OFDMA站的RUS,以连续地进行同时DL传输。通过对信道带宽进行分区,OFDMA能够有效地利用可用频谱,从而导致MAC争用和PHY前导码头。
802.11AX AP还可以与802.11Ax OFDMA站坐标以进行同时上行链路传输。
此示例在802.11AX网络中使用一个AP和四个站演示DL OFDMA通信。这些车站用位于开始时线性放置。这些站利用具有物理载波侦听的碰撞避免(CSMA / CA)的载波感性多次访问。物理载波感测使用清晰的通道评估(CCA)机制来确定介质是否在发送之前忙。这个例子是对的增强802.11 MAC和应用程序吞吐量测量例子。增强功能与在MAC和PHY库块中添加802.11AX DL OFDMA支持。金宝app然而节点位置分配器(NPA)
那可视化器
和应用程序流量生成器
块与中的相同802.11 MAC和应用程序吞吐量测量例子。
WLAN节点的组件显示在该图中。通过按上述图中的每个节点的箭头按钮来检索信息。
应用程序配置
此示例使用相同的应用程序层块(流量生成器和流量接收器)如下所用802.11 MAC和应用程序吞吐量测量例子。您可以使用不同的配置选项添加或删除任何数量的应用程序块数据包大小
那数据包间隔
那目的地名称
,访问类别(AC)
。可以使用不同的具有相同AC的多个应用程序目的地名称
。要添加或删除应用程序,请输入应用程序
通过双击它的节点的子系统块。该图显示了内部的应用程序应用程序
子系统块。
该图显示了应用程序的配置选项。双击应用程序流量生成器
阻止检索这些选项。
苹果电脑配置
AP可以配置为通过设置传输DL OFDMA多用户格式帧PHY TX格式
至He-mu-ofdma
在MAC配置参数中。您还可以使用使用的DL OFDMA传输中的用户数最大下行链路站
财产。
通过允许基本服务集(BSS)之间的并行传输使用BSS颜色启用空间重用
财产。此属性仅适用于时PHY TX格式
属性设置为何
那他 - ext-su
, 或者He-mu-ofdma
。该模型不支持空间重用(SR)功能。金宝app要研究SR与BSS着色对网络吞吐量的影响,请参阅802.11AX住宅场景中的BSS着色的空间重用例子。
HE-MU-OFDMA格式的模型限制:
此示例仅支持DL OFDM金宝appA通信。任何节点都可以充当AP或站。启用一个或多个应用程序的节点被视为AP。该模型假定所有剩余的站都与APS相关联。
不支持上行链路确认。金宝app
不支持使用RTS和CTS的通道预订。金宝app
不支持与MIMO结合的OFDMA。金宝app
不支持与速率适应组合的OFDMA。金宝app
当。。。的时候PHY TX格式
是He-mu-ofdma
, 这ACK政策
那RTS门限
,传输链数量
选项已禁用。
为了测量网络吞吐量,为这两种情况执行模拟:
AP作为发射机:利用OFDM和OFDMA传输模拟1、2、4、6、8、9站的AP模型。
AP和站作为发射器:与上面相同的场景,但使用OFDM传输也与AP通信。
通过这些模拟获得的吞吐量结果被绘制为OFDM(HE-SU)和OFDMA(HE-MU-OFDMA)配置的DL站数的函数。
仿真配置
使用九个站和一个AP创建802.11AX网络。在AP,添加九个应用程序流量生成器
阻止生成数据到九个站。使站点成为变送器,配置AppState
an应用程序流量生成器
阻止。使用此表中显示的值配置AP / Station(s)。
范围 | 价值 |
---|---|
数据包大小 | 1000字节 |
数据包间隔 | 0.00001秒 |
访问类别 | 最大的努力 |
马克斯A-MPDU子帧 | 1 |
MCS. | 11. |
ACK政策 | 没有ack. |
模拟网络何
和He-mu-ofdma
通过改变每个模拟启用的应用程序数量为1、2、4、6、8和9来格式化。在每次模拟运行结束时,将从统计.Mat
文件和求和以获得总吞吐量。
OFDM和OFDMA配置的绘制吞吐量结果。
AP作为发射机
此代码绘图OFDM和OFDMA配置仅使用AP作为变送器:
数字;%DL站的数量numStations = [1 2 4 6 8 9];OFDMA配置的%吞吐量结果(MBPS)throughputOFDMA = [32.64 46.08 59.52 55.68 72.96 82.08];OFDM配置的吞吐量结果(Mbps)吞吐量= [33.76 33.76 33.76 33.76 33.76 33.76];从OFDM仿真获得的%绘图吞吐量绘图(NumStations,吞吐量,'-o');%保留OFDM吞吐量图抓住在;从OFDMA模拟获得的%绘图吞吐量绘图(NumStations,吞吐量,'-X');网格在;Xlabel('DL站的数量');ylabel(吞吐量(Mbps)的);传奇('OFDM'那'OFDMA'那“位置”那“东北朝”);标题('AP的下行链路吞吐量);
AP和站作为发射器
此代码绘图使用AP和站点的DFM和OFDMA配置为发射器:
数字;%DL站的数量numStations = [1 2 4 6 8 9];OFDMA配置的%吞吐量结果(MBPS)贯穿多样= [20.8 27.52 32.64 29.76 40.96 38.88];OFDM配置的吞吐量结果(Mbps)吞吐量= [21.44 16.64 10.72 8.16 8 7.2];从OFDM仿真获得的%绘图吞吐量绘图(NumStations,吞吐量,'-o');%保留OFDM吞吐量图抓住在;从OFDMA模拟获得的%绘图吞吐量绘图(NumStations,吞吐量,'-X');网格在;Xlabel('DL站的数量');ylabel(吞吐量(Mbps)的);传奇('OFDM'那'OFDMA'那“位置”那“东北朝”);标题('AP的下行链路吞吐量);
以上图显示了OFDM和OFDMA的802.11ax吞吐量比较。由于OFDMA减少了MAC竞争和PHY前置开销,因此OFDMA获得的吞吐量比OFDM获得的吞吐量大。当只配置AP作为发送器时,OFDM的DL吞吐量没有变化。然而,当AP和站点都配置为发射机时,DL吞吐量呈现出稳定的下降趋势。这是因为随着网络中发射站数量的增加,AP的传输机会减少。
此示例使您能够在多节点IEEE 802.11ax网络中建模DL OFDMA通信。DL OFDMA支持被添加金宝app到PHY和MAC库块中。应用层配置允许您使用不同的目的站启用同一个AC的多个应用程序。采用轮循调度策略选择下一个传输站。RUs的分配是根据用户数确定的。这些图证实了使用OFDMA的AP的吞吐量大于使用OFDM的吞吐量。
传输的调度站
此示例使用循环调度算法选择下一个传输的站。
茹分配
在一个传输中,分配索引定义了RUs的分配。表27-24定义了分配索引[1].对于每个20mhz的子信道,一个8位索引描述了RUs的数量、RUs的大小以及在每个RU上传输的用户数。在本例中,按照该表所示的用户数固定分配给DL站的RUs。在上述两个图中,OFDMA从4个站点到6个站点的吞吐量下降都可以与RU大小相关联。与26音RU相比,52音RU传输时间更短。当传输一个MU帧时,MU帧内的所有psdu被填充以在同一传输时间内对齐。6个用户的26音RU的存在会导致更长的传输时间,从而导致4到6个用户之间的吞吐量下降。
站数量 | 分配指数 | ru(音调)的大小 | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 192. |
|
|||||||||
2 | 96. |
|
|||||||||
3. | 128. |
|
|||||||||
4. | 112. |
|
|||||||||
5. | 15. |
|
|||||||||
6. | 7. |
|
|||||||||
7. | 3. |
|
|||||||||
8. | 1 |
|
|||||||||
9. | 0. |
|
在该示例中使用的模型实现了四个站(分配索引112)。您可以通过更新辅助功能来修改站调度算法和ru分配圆形玻璃板使用的edca mac.
堵塞。
该示例使用这些帮助程序:
edcaframeformats.m.:为PHY帧格式创建枚举。
edcanodeinfo.m.:返回节点的MAC地址。
edcaPlotQueueLengths.m:绘图模拟中的MAC队列长度。
edcaplotstats.m:绘制与模拟时间相关的MAC状态转换。
edcastats.m.:创建仿真统计信息的枚举。
edcaUpdateStats.m:更新仿真统计信息。
HelperAggregatempdus.m.:将mpdu聚合成A-MPDU。
alpersubframebourboundaries.m.:返回A-MPDU的子帧边界。
Phyrx.m.:模型与数据包接收相关的PHY操作。
phyTx.m模型与数据包传输相关的PHY操作。
edcaApplyFading.m:对波形应用瑞利褪色效果。
HesigbuserFielddecode.m.:解码He-Sig-B用户字段。
heCPECorrection.m:估计和正确的常见相位错误。
heSIGBCommonFieldDecode.m:解码HE-SIG-B通用域。
Hesigbmergesubchannels.m.:合并20MHz HE-SIG-B子信道。
addmupadding.m.:增加多用户PSDU填充。
macqueuemanagement.m.:创建WLAN MAC队列管理对象。
圆形林氏金属师:创建循环调度程序对象。
Calculatesubframescount.m.:返回要汇总的子帧的数量。
译文vhtsigabitsfailcheck.m.:解释VHT-SIG-A字段中的位
rateadaptationarf.M.M.:创建一个自动速率回退(ARF)算法对象。
rateadaptationminstrelnonht.m.:创建一个instrel算法对象。
IEEE P802.11ax™/ D4.1。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。
IEEE Std 802.11ac™-2016。无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范IEEE信息技术标准——系统间的电信和信息交换,局域网和城域网——特殊要求。
江,陶等,编辑。正交频分多访问基础和应用。奥尔巴赫,2010年。