Документация

Введение

Стандарт IEEE 802.11ad [1], обычно называемый направленным мультигигабитом (DMG), предоставляет пропускной способности использование на 7 Гбит/с промышленника на 60 ГГц, научного, и медицинского (ISM) диапазон частот. Стандарт DMG поддерживает три типа PHY:

DMG задает четыре операционных канала 2,16 ГГц шириной, обычно в полосе на 57-66 ГГц. Спектральный тест маски, как продемонстрировано в этом примере, гарантирует, что передача в одном канале не вызывает существенную интерференцию в смежные каналы. Формирование каналов DMG показывают в фигуре ниже.

SC DMG PHY использует одну модуляцию поставщика услуг для низкой стоимости, приложений малой дальности. Этот пример показывает, как импульсное формирование и измерения маски спектра могут быть выполнены на SC, DMG модулировал форму волны. Форма волны сгенерирована с помощью WLAN Toolbox™, но форма волны, полученная со спектром анализатор, могла также использоваться. Маска спектра передатчика и требуемая спектральная плоскость для настройки DMG заданы в IEEE 802.11ad [1], Раздел 21.3.2.

Этот пример генерирует пять пакетов SC DMG, каждый разделенный одним разрывом микросекунды. Случайные данные используются в каждом пакете, и pi/2-16QAM модуляция используется. Чтобы удовлетворить спектральные требования маски, основополосная форма волны сверхдискретизирована и отфильтрована, чтобы сократить внеполосные выбросы. Модель мощного усилителя (HPA) используется, чтобы ввести внутриполосное искажение и спектральный перерост. Спектральное измерение маски эмиссии выполняется на сверхдискретизированной форме волны после моделирования HPA. Схематичный тест проиллюстрирован в следующей схеме:

DMG, одна пакетная настройка поставщика услуг

В этом примере сгенерирована форма волны IEEE 802.11ad, состоящая из нескольких пакетов SC DMG. Свойства формы волны SC DMG заданы в объекте настройки wlanDMGConfig. Объект сконфигурирован для индекса MCS 12 без полей TrainingLength, добавленных к пакетам. На тестовое требование (заданный в Разделе IEEE 802.11ad 21.3.2), PSDULength собирается в 20 000 для пакета гарантировать, что передача спектральная маска измеряется на пакете DMG дольше, чем 10 микросекунд.

cfgDMG = wlanDMGConfig;    % DMG packet configuration
cfgDMG.MCS = 12;           % SC PHY with pi/2-16QAM modulation
cfgDMG.PSDULength = 20000; % Length in Bytes

Основополосная генерация формы волны

Генератор формы волны может быть сконфигурирован, чтобы сгенерировать один или несколько пакетов со временем простоя между каждым пакетом. В этом примере wlanWaveformGenerator сконфигурирован, чтобы сгенерировать пять пакетов, заполненных со случайными данными о полезной нагрузке. Каждый пакет разделяется к одному промежуточному периоду неактивности микросекунды, и случайный seed скремблера используется, чтобы сгенерировать каждый пакет.

% Set random stream for repeatability of results
s = rng(98765);

% Generate a multi-packet waveform
idleTime = 1e-6; % One microsecond idle time between packets
numPackets = 5;  % Generate five packets

% Create random bits for all payload data; PSDULength is in bytes
psdu = randi([0 1],cfgDMG.PSDULength*8*numPackets,1);

% Override the ScramblerInitialization property of the DMG configuration
% object by specifying the scrambler initialization
genWaveform = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgDMG,...
    'IdleTime',idleTime, ...
    'NumPackets',numPackets, ...
    'ScramblerInitialization',randi([1 127],numPackets,1));

% Get the sampling rate of the waveform
fs = wlanSampleRate(cfgDMG);
disp(['Baseband sampling rate: ' num2str(fs/1e6) ' Msps']);

Baseband sampling rate: 1760 Msps

Сверхдискретизация и фильтрация

Спектральная фильтрация используется, чтобы сократить внеполосные спектральные выбросы из-за характеристик спектра распространения переданной формы волны и спектрального перероста, вызванного HPA в цепочке РФ. Форма волны должна быть сверхдискретизирована, чтобы смоделировать эффект HPA на форме волны и просмотреть внеполосную спектральную эмиссию. В этом примере форма волны сверхдискретизирована и проникла в повышенный фильтр косинуса с помощью comm.RaisedCosineTransmitFilter. Чтобы удовлетворить спектральные требования маски, повышенный фильтр косинуса является усеченным к длительности восьми символов, и фактор спада установлен в 0,5.

% Define the pulse shaping filter characteristics
Nsym = 8;   % Filter span in symbol durations
beta = 0.5; % Roll-off factor
osps = 4;   % Output samples per symbol

% Create raised cosine transmit filter system object
rcosFlt = comm.RaisedCosineTransmitFilter(...
    'Shape','Normal', ...
    'RolloffFactor',beta, ...
    'FilterSpanInSymbols',Nsym, ...
    'OutputSamplesPerSymbol',osps);

% Filter transmit signal for pulse shaping
filterWaveform = rcosFlt([genWaveform; zeros(Nsym/2,1)]);

% Plot the magnitude and phase response of the pulse shaping filter
h = fvtool(rcosFlt,'Analysis','freq');
h.FS = osps*fs;                % Set sampling rate
h.NormalizedFrequency = 'off'; % Plot responses against frequency

Мощное моделирование усилителя

В цепочке РФ HPA является необходимым компонентом, но он вводит нелинейное поведение в форме внутриполосного искажения и спектрального перероста. Модель Rapp, описанная в [2], может использоваться к модели 802.11ad усилитель мощности. Модель Rapp вызывает искажение AM и моделируется с comm.MemorylessNonlinearity. HPA поддерживается - прочь, чтобы действовать ниже точки насыщения, чтобы уменьшать искажение.

hpaBackoff = 0.5; % Power Amplifier backoff in dB

% Create and configure a memoryless nonlinearity to model HPA
nonLinearity = comm.MemorylessNonlinearity;
nonLinearity.Method = 'Rapp model';
nonLinearity.Smoothness = 0.81;                      % Smoothness factor
nonLinearity.LinearGain = 10^(4.65/10) - hpaBackoff; % Small signal gain
nonLinearity.OutputSaturationLevel = 0.58;           % Saturation level

% Apply the model
txWaveform = nonLinearity(filterWaveform);

Передайте измерение маски эмиссии спектра

IEEE 802.11ad [1], Раздел 21.3.2, задает передачу спектральная маска, что все формы волны DMG должны придерживаться и описывают пакетные характеристики. Согласно тестовому определению, пакеты не должны иметь никаких учебных добавленных полей и быть больше, чем 10 микросекунд в длительности.

dBrLimits = [-30 -30 -22 -17 0 0 -17 -22 -30 -30];
fLimits = [-Inf -3.06 -2.7 -1.2 -0.94 0.94 1.2 2.7 3.06 Inf] * 1e3;
rbw = 1e6; % Resolution bandwidth in Hz

Используйте функцию помощника helperSpectralMaskTest, чтобы сгенерировать график, который накладывает необходимую спектральную маску с измеренным PSD. Это проверяет переданные уровни PSD, чтобы быть на заданных уровнях маски и отображает состояние передачи/сбоя после теста.

helperSpectralMaskTest(txWaveform,fs,osps,dBrLimits,fLimits,rbw);

% Restore default stream
rng(s);

   Spectrum mask passed

Заключение и дальнейшее исследование

Передачу спектральная маска для формы волны SC DMG в полосе на 60 ГГц для пропускной способности канала на 2,16 ГГц показывают в этом примере. Это также иллюстрирует, что спектр переданного сигнала удовлетворяет регулирующие ограничения путем нахожения в пределах спектральной маски после импульсного формирования. Подобный результат может быть сгенерирован для Управления DMG и ФИЗИКИ OFDM.

Модель HPA и спектральная фильтрация влияют на внеполосную эмиссию в спектральном графике маски. Для Одного Поставщика услуг и Управления PHY, можно попытаться использовать различные импульсные параметры формирующий фильтра и/или уменьшить или увеличить фактор гладкости.

Для получения информации о других измерениях передатчика как точность модуляции и спектральная плоскость, обратитесь к следующим примерам:

Приложение

Этот пример использует следующие функции помощника:

Выбранная библиография