无线收发机设计和网络建模仿真软件金宝app

本文介绍了一种仿真软件金宝app^®模型,您可以使用一个基本的框架,设计一个无线收发器和建立一个无线网络。无线收发器由一个物理(体育)层和介质访问控制(MAC)层。无线网络模型是由多个无线通信收发器在衰落信道。

QPSK调制,我们使用一个简单的PHY和两个可选择的MAC层协议:ALOHA-based随机铲背和CSMA / CA (IEEE 802.11)。为简单起见,我们省略了一些街区常见无线收发器,如交错,匆忙,信道编码。

您可以使用无线收发机模型来研究体育的行为和MAC,体育之间的相互作用和MAC,或整个网络。您还可以使用它作为模板,设计更复杂的无线收发器,如WLAN、V2X,和物联网通信系统中使用的算法和工具的工具箱™,WLAN工具箱™,SimEvents™。PHY层块和MAC层Stateflow^®图表允许您生成与高密度脂蛋白HDL代码编码器™和目标实时无线收发器实现与ADI射频SOM板包含特别提款权(AD9361)和FPGA (Xilinx^®Zynq^®-7000 SoC)。

下载模式。

网络结构

的顶层结构仿真软件模型由一块衰落无线网络和多个无线收发器节点(金宝app图1)。节点的通信特别的方式:网络中的任何节点可以发送和接收信号或从其他节点。无线收发器工作在半双工模式。在这种网络结构中,每个收发器的输出节点可以达到另一个收发器的所有输入。广播频道互惠的原则后,任意两个节点之间的两个渠道必须有相同的设置,而不同的无线收发器的通道设置双可以是不同的。

在无线收发机设计、PHY层建模与仿真软件模块接近真正的硬件实现。金宝appMAC层建模与Stateflow反映在实践中有限状态机的本质。

现在我们将仔细看看每一个组件的顶层仿真软件模型。金宝app

无线收发器

无线收发器节点模型使用半双工Tx / Rx模式(图3)。它由一个PHY层、MAC层和逻辑链路控制层(LLC)。PHY层有三个主要的模块:发射机,接收机和Tx / Rx开关。所有三个建模仿真软件。金宝appMAC和LLC层建模与Stateflow图表显示状态转换和逻辑操作发生在MAC和LLC层的无线收发器。

发射机

发射机的无线收发器模型,输出TxOn控制射频双开关传输或接收和输出TxSymbl流的调制信号在传输过程中双开关(图4)。输入信号,TxDataOn TxAckOn,控制数据帧的传输时间和Ack框架,分别。数据帧和Ack帧加载在查找表TxData_LUT TxAck_LUT,分别。在附近地区的变化改变变量的内容传播。发射机的象征符号是10米/秒速度和比特率是20兆比特/秒。如果没有象征传输或节点在接收模式下,TxSymbl设置为零。传输和接收脉冲整形过滤器是在Tx / Rx开关部件。

接收机

接收器的无线收发器有三个主要功能模块:信号检测(SD)、判决反馈均衡器(DFE),解调器和CRC (DCRC)(图5)。SD块显示器接收到的信号功率。一旦功率超过阈值,SD块生成一个信号使DFE和DCRC块和教育部开始喂养接收到的信号。DFE略微间隔,每个符号两个样品。中存储的培训参考序言是REF_LUT块。训练数据是回忆初均衡的训练期。DCRC块解调平衡的符号流位流,识别载荷长度字段分隔符,并运行头CRC获得一个错误载荷长度。一旦负载长度,这个块进行CRC有效载荷的操作,确定接收到的包作为一个数据帧或Ack框架,并提供了MAC层帧类型信息。如果任何CRC失败,该帧将被丢弃和接收机恢复到待机状态。

信号探测器

信号检测器(SD),如图6所示,用于检测信号到达的无线收发器。SD波形如图7所示。信号的绝对值指数移动平均滤波器由两级过滤。一次移动平均滤波器的输出超过阈值时,探测器生成启动信号SigDe DFE和DCRC块开始。缓冲块的输出SigOut生成二维(样本)数据部分价值。

判决反馈均衡器

DFE的无线收发机起着重要的作用。DFE的功能是消除符号间干扰(ISI),符号定时同步帧,排队和补偿频率偏移[1],[2]。如图8所示,DFE符号率和接受两个新样本的每个迭代的均衡器权重。

自输入维度前馈细胞(DFE_Cell_FFW)是2,每个DFE_Cell_FFW块进行处理的两个水龙头。因此,在远期DFE的一部分,9 DFE_Cell_FFW块用于实现18水龙头。在反馈部分,每个DFE_Cell_FBW利用一维输入和过程有一个反馈。因此,教育部有6反馈水龙头。培训长度n个抽样中设置开关组的源头。适配器重量标量常数块中设置“亩”命名的源头。图9显示了星座之前和之后的源头。

解调器和CRC

DCRC块(图10)解调平衡的符号流从教育部到比特流。然后检查头CRC和解码帧载荷帧长度。一旦获得载荷帧长度,有效载荷CRC块DCRC开始。当载荷传递CRC, RxType创块检查MAC地址字段的标题。如果地址字段匹配节点的地址,生成RxDataOk的块或RxAckOk信号到MAC层根据MAC头类型字段。每当一个CRC失败或地址或数据类型是不合适的,该帧将被丢弃。

MAC层

MAC进行智能控制的无线收发器。MAC实现两个选择MAC功能:ALOHA-based (MAC_Sel = 1)和CSMA / CA (MAC_Sel = 0)。ALOHA-based MAC非常简单,而CSMA / CA MAC更有效率。

ALOHA-based MAC(图11和12),当一个节点传输一个数据帧,它期望获得一个Ack帧接收节点的期限内由AckW定义的。如果没有收到Ack AckW, MAC进入随机退下过程。退下过程迭代,直至数据帧发送成功或达到最大重试次数。

对CSMA / CA MAC(图13和14),介质必须安静的dif传输之前,然后节点开始随机争用窗口(CW)时期。在CW的结束,如果媒介仍然是安静,节点开始发送数据帧;否则等待另一个安静的dif。当传输节点听到sif期内Ack框架,它将发送下一个数据帧;否则进入dif时期了。

图15显示了MAC层结构和两个可选择的MAC的功能。

逻辑链路控制层

LLC层处理上层之间的随机数据包和无线收发器(图16)。它生成随机到达的数据包。长数据包,LLC层细分成多个数据帧。LLC层还控制数据帧队列和显示器数据包交付状态。

并显示结果

在本文中金宝app介绍的仿真软件模型有三个循环的方式进行通信的无线收发器节点:节点1→2→3→节点节点1。在每一个节点,数据包的到达时间从LLC层是随机生成的。数据包可能多达四个数据帧。有效载荷数据帧的长度设置为126字节。系统的比特率是20兆比特/秒。双路瑞利信道的信道建模模式以50 Hz的多普勒频率传播和AWGN 25 dB的信噪比(Eb /不)。

ALOHA-based MAC(图17),三大情节三个节点的传输波形和底部情节退下计数器的节点的值是1。在图中,信号持续时间是一个数据帧和较宽的窄的持续时间是一个Ack框架。图18显示了CSMA / CA MAC相似的情节。

从结果如图17和18岁,我们可以得出以下结论:

• 任意两个节点之间的碰撞会发生或在所有三个节点。
• 成功的传播总是紧随其后的是一个Ack框架。
• 短的周转时间对网络吞吐量高很重要。
• CSMA / CA MAC更有效比ALOHA-based MAC由于其使用载波监听。

图19显示了一个媒体的放大视图的女士从2.8到3.4 ms。我们可以看到,数据帧Data1以及Data2相撞,所以节点2和节点3可以生成一个Ack框架。AckW等待期后,节点1和3都知道他们的数据帧没有经历。一段短的退下后,节点1的重新发送Data1,这次经历,从节点接收Ack 3。

总结

在这个例子中,我们构建了一个无线网络仿真软件模型与多个无金宝app线收发器和衰落信道。模型由模型块和Stateflow图表展示Model金宝app-Based-Design的效率。无线收发器既有PHY和MAC层。PHY层模型提供了一个通用的体育的基本功能:调制、解调、信号检测、同步、均衡,CRC位操纵,标题CRC和框架。MAC层模型是由Stateflow图表。它可以使用ALOHA-based MAC或CSMA / CA (IEEE 802.11 MAC)。这个收发器模型也有助于HDL实现和特别提款权原型。

在这个模型中,我们可以研究各种行为的无线收发机在网络环境中对所有系统组件。这些行为可能包括:

• 快速同步、均衡和转变
• 框架与纸浆包处理
• 体育之间的相互作用和MAC
• 网络性能与各种信道模型

通过使用额外功能块通信系统工具箱,WLAN工具箱,SimEvents,您可以扩展该仿真软件模型更复杂的无线收发器,如WLAN、V2X,无线物联网。金宝app