主要内容

802.11ba-WUR波形生成与分析

此示例显示如何生成IEEE®802.11ba™ 唤醒无线电(WUR)数据包波形。该示例还演示了如何测量发射频谱屏蔽和频谱平坦度。

介绍

802.11ba标准草案[1,称为唤醒无线电(WUR),定义了一种机制,使IEEE 802.11站(sta)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。这个标准定义了两种WUR PPDU格式。

  • WUR基本PPDU与20 MHz通道带宽(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)连续的信道带宽

每个20 MHz子信道可以为单个用户传输数据。对于每个20 MHz子信道,WUR物理层(PHY)提供62.5 kb/s和250 kb/s的数据速率支持,分别表示为低数据速率(LDR)和高数据速率(HDR)。此外,附录AC[金宝app1提供了三个在指定数据速率下的符号序列和循环移位持续时间(csd)示例。

该示例生成5个具有20 MHz信道带宽和每个数据包之间10微秒间隔的WUR数据包。该示例使用比标称基带速率所需的更大的快速傅里叶逆变换(IFFT)长度对波形进行过采样,并且不执行频谱滤波。然后,该示例对高功率放大器(HPA)的影响进行建模,该放大器会引入带内失真和光谱再生。在HPA建模之后,该示例从生成的波形中提取包括L-STF、L-LTF、L-SIG、BPSK-Mark1和BPSK-Mark2字段的WUR PHY前导码的非WUR部分,以及包括WUR Sync和WUR数据字段的WUR部分。然后,该示例分别对WUR PHY前导码的非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。此图显示了此示例中包含的工作流。

模拟装置

将示例配置为生成5个WUR数据包,每个数据包之间的空闲时间为10微秒。

numpackets = 5;iDletime = 10;%以微秒为单位

802.11ba WUR波形配置和生成

为20mhz传输创建WUR配置对象。

numSubchannels = 1;%子通道数cfgWUR=wlanWURConfig(numSubchannels);%创建Wur数据包配置cfgWUR。NumTransmitAntennas = 1;%发射天线的数量fs=wlanSampleRate(cfgWUR);得到名义基带采样率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。波形发生器功能仅使用第一个cfgWUR.NumUsers本文的元素cfgWUR单元格数组生成相应的Wur数据包。

psdu=单元(1,cfgWUR.NumUsers);psduLength=[5,10,15,20];%字节,每个20 MHz子信道包括1到22个字节Datarate = {“异地恋”“HDR”“异地恋”“HDR”};符号设计={例二的“Example2”例二的“Example2”};rng (0);%设置随机状态对于i=1:cfgWUR.NumUsers cfgWUR.Subchannel{i}.PSDULength=PSDULength(i);psdu{i}=randi([01],PSDULength(i)*8,1,'int8');cfgWUR.Subchannel{}。DataRate = DataRate {};cfgWUR.Subchannel{}。SymbolDesign = symDesign {};终止

生成指定位和配置的WUR波形瓦兰波发生器命令功能,设置包数、每个包之间的空闲时间和过采样因子。

txWaveform = wlanWaveformGenerator (psdu cfgWUR,“NumPackets”numPackets,'空闲时间'e-6, idleTime * 1,“过度采样物料”(osf);

增加损害

HPA以带内畸变和光谱再生的形式引入非线性行为。此示例通过使用RAPP模型来模拟功率放大器,这引入了AM / AM失真[2].模型放大器使用无记忆非线性对象,并通过指定后退,hpaBackoff,使得放大器在其饱和点下方工作。

复饱和度=25;% dBm中功率放大器的饱和功率hpabackoff = 15;%功率放大器回退(dB)非线性=普通无记忆非线性;非线性方法=“Rapp模型”;非线性。平滑度= 3;% p参数非线性.LinearGain=-hpaBackoff;非线性。输出饱和电平=db2mag(饱和-30);

将HPA模型应用于波形。

TX波形=非线性(TX波形);

通过对每个发射天线增加热噪声通信热噪声噪音值为6db的物体[3.].

thNoise=通信热噪声(“NoiseMethod”‘噪音系数’“采样器”,fs*osf,“噪音图”6);对于我= 1:cfgWUR。numtransmitantenna txWaveform(:,i) = thNoise(txWaveform(:,i));终止

发射光谱掩模和光谱平坦度测量

获取访问时域包内WUR字段的索引。

印第安纳州= wlanFieldIndices (cfgWUR,“过度采样物料”(osf);%获得空闲时间中的样本数量。numIdle=osf*fs*idleTime*1e-6;定义一个WUR包的长度,在样本中。pktlength = double(max(ind.wurdata(:,2)))+ wundle;%定义WUR PHY前导码的非WUR部分的长度,包括% L-STF, L-LTF, L-SIG, BPSK-Mark1和BPSK-Mark2字段,样品中。idxprodeamble = zeros(ind.bpskmark2(2),numpackets,'uint32');%定义了模拟样本中的Wur-Sync和Wur-Data字段的长度。idxwur = zeros(max(ind.wurdata(:,2)) -  ind.wursync(1,1)+ 1,numpackets,'uint32');

提取WUR PHY序言的非WUR部分和波形内每个包的WUR部分。

pktOffset = 0;%从第一个样本开始(无偏移)对于i=1:numPackets%WUR前导字段的索引IDxStreamle(:,i)=pktOffset+(1:ind.BPSKMark2(2));Wur-Sync和Wur-Data字段的%指标idxWUR (:, i) = pktOffset + (ind.WURSync(1,1):马克斯(ind.WURData (:, 2)));%数据包偏移量,用于生成每个数据包的结束索引pktoffset = i * pktlength;终止preamFields = txWaveform (idxPreamble (:):);wurFields = txWaveform (idxWUR (:):);

按照本规范第30.3.12.1节的规定,测量WUR PHY前导码的非WUR部分的发射频谱掩码[1].

如果numpackets> 0 everlerspectrespectralmasktest(前置放大器,fs,OSF);终止
光谱掩模通过了

基于本规范第30.3.12.1节中提供的与信号最大频谱密度相关的限值(单位:dBr)和相应的频率偏移(单位:MHz)[1,定义WUR basic和FDMA PPDUs的WUR- sync和WUR- data字段的发送频谱掩码。

转变numsubchannels.案例1WUR碱性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];案例2%40 MHz WUR FDMA PPDUdBrLimits=[-40-40-28-20-150-15-20...-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];除此以外%80 MHz WUR FDMA PPDUdBrLimits = [-40 -40 -28 -20 -15 0 0 -15 -20 -20 -15 0 0 -15 -20...-20 -15 0 0 -15 -20 -20 -15 0 0 -15 -20 -28 -40 -40fLimits = [-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];终止

根据[第30.3.12.1节和第30.3.12.2节的规定,测量ww - sync和ww - data字段的发射频谱掩码和频谱平坦度1].的wurTxSpectralFlatnessMeasurement功能通过将每个20 MHz通道的中心4 MHz内的中心4 MHz内的任何连续1 MHz段中的功率与中心4MHz中的总传输功率进行比较来测量光谱平坦度,以5.4.3.2节中描述的方式测量传输功率。1 [4用于连续和非连续传输的设备。

如果numpackets> 0 everlerspectrespectralmasktest(Wurfields,FS,OSF,Dbrlimits,flimits);ispassed = wurtxspectralflatnessmeasurement(wurfields,fs,OSF);如果isPassed流(“光谱平整度通过\n”);其他的流(“光谱平坦度失败\n”);终止终止
光谱掩模通过光谱平整度通过

结论与进一步探索

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。

  • 发射机频谱面具

  • 频谱平坦度

HPA模型引入了显着的带内失真和光谱再生,其在光谱掩模图中可见。尝试提高HPA退避的价值并观察较低的带外排放。频谱平坦度测量中的各种纹波和偏差限制的模式是由于符号设计上的不同多载波开关键控(MC-OOK),例如在符号序列和所应用的CSD值上的MC-OOK。如果生成的波形中的子信道配置为具有符号设计和数据速率,则频谱平坦度测试将失败为20 MHz子信道。“青年们”“HDR”分别地尝试在符号设计上使用不同的MC-OOK,并观察其对光谱平坦度的影响。

参考

  1. IEEE P802.11ba™/D8.0信息技术标准草案-系统局域网和城域网之间的电信和信息交换-具体要求-修改件3:唤醒无线电操作。

  2. R. Porat等人。TGAX评估方法,IEEE 11 / 14-0571R12。2016-01-21。

  3. 荔枝,E.和R. Stacey。下一代无线局域网:802.11n和802.11ac。第2版​​。英国:剑桥大学出版社,2013年。Archambault,Jerry和Shravan Surineni。“IEEE 802.11使用矢量信号分析仪的光谱测量。”RF Design 27.6(2004):38-49。

  4. ETSI EN 300 328 V2.1.1。宽带传输系统;数据传输设备在2,4 GHz ISM频带中运行并使用宽带调制技术;统一标准涵盖指令2014/53EU第3.2条的必要条件。2016-11。

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