Восстановите и анализируйте пакеты в 802.11ax форма волны

Скрипт Open Live Script

Этот пример вслепую обнаруживает, декодирует и анализирует несколько IEEE 802.11a™ и пакеты IEEE 802.11ax™ в форме волны. Пример предоставляет сводные данные обнаруженных пакетов и отображает содержимое MAC, величину вектора ошибок (EVM), степень и сигнальную информацию для выбранного пакета.

Введение

В этом примере мы обнаруживаем, декодируем и анализируем несколько пакетов в форме волны. Этот пример может декодировать OFDM non-HT [1], HE МУ, SU HE и HE SU ER [2] форматы пакета. Формат пакета копии non-HT не поддержан. Получатель не знает параметров передачи, за исключением пропускной способности канала, и получает эти параметры путем декодирования полей преамбулы пакета. Эти измерения отображены для обнаруженного пакета:

Спектр и выборки области времени.
Сигнальное полевое содержимое.
Модуль ресурса и информация о пользователе для формы волны HE.
Созвездие компенсируемых символов данных.
EVM сигнальных полей.
EVM на поднесущую данных, усредненную по пространственным потокам и символам.
EVM на символ данных, усредненный по пространственным потокам и поднесущим.
Содержимое системы координат MAC: состояние A-MPDU deaggregation, Address1, Address2, Последовательность проверки системы координат (FCS) и Тип Системы координат.

Параметры восстановления формы волны Setup

Этот пример анализирует данные I/Q, содержащие пакеты HE и non-HT. useSDR управление переменными источник данных для этого примера:

Когда установлено в false, comm.BasebandFileReader читает синтетическую форму волны, сохраненную в формате двоичного файла.
Когда установлено в true, платформа SDR получает от воздушной формы волны от коммерческого устройства.

useSDR = false;

Прием с устройством SDR

Этот раздел демонстрирует, как получить от воздушной формы волны с помощью устройства SDR. Communications Toolbox поддерживает радиосвязь с несколькими устройствами SDR. Для списка поддерживаемых устройств и для обзора того, как установить и установить пакет поддержки для вашего устройства, обратитесь к документации этих пакетов поддержки.

Пакет поддержки Communications Toolbox для аналоговых устройств радио ADALM-Pluto

Установка и Setup (пакет поддержки Communications Toolbox для аналоговых устройств радио ADALM-Pluto) и Поддерживаемые аппаратные средства (пакет поддержки Communications Toolbox для аналоговых устройств радио ADALM-Pluto)
Используйте Pluto как deviceName

Пакет поддержки Communications Toolbox для USRP встроенное серийное радио

Установка и Setup (пакет поддержки Communications Toolbox для USRP встроенное серийное радио) и аппаратная поддержка (пакет поддержки Communications Toolbox для USRP встроенное серийное радио)
Используйте E3xx как deviceName

Пакет поддержки Communications Toolbox для Xilinx находящееся в Zynq радио

Установка и Setup (пакет поддержки Communications Toolbox для Xilinx находящееся в Zynq радио) и аппаратная поддержка (пакет поддержки Communications Toolbox для Xilinx находящееся в Zynq радио)
Используйте AD936x или FMCOMMS5 как deviceName

% Configure the analysis source
if useSDR %#ok<*UNRCH>
    deviceName    = "Pluto"; % Device name
    frequencyBand = 5; % Frequency band
    channelNumber = 102; % WLAN channel number
    captureTime = 0.1; % Signal capture duration in seconds
    сэр = 20000000; % Captured sampling rate
    chanBW = 'CBW20'; % Channel bandwidth of all packets within the waveform
    
    % Set the center frequency to the corresponding channel number. The
    % center frequency should be centered on the channel bandwidth.
    ФК = helperWLANChannelFrequency (channelNumber, frequencyBand); 
    rx = sdrrx (deviceName,'BasebandSampleRate', сэр,'CenterFrequency'ФК ,'OutputDataType','double');
    rxWaveform = получение (rx, captureTime,'Seconds');
    выпустите (rx);
end

Чтобы просмотреть пример о том, как восстановиться 802.11a™ OFDM non-HT кадры "неисправность", переданные по воздуху от коммерческих 802,11 оборудования, смотрите 802.11 Получателя Маяка OFDM с Аппаратным примером USRP®.

Импортируйте полученную форму волны из файла

Этот раздел загружает данные I/Q из существующего двоичного файла с помощью comm.BasebandFileReader. Основополосный формат файла включает частоту дискретизации и количество каналов в полученной форме волны.

% Configure the analysis source
if ~useSDR
    BBR = comm.BasebandFileReader('wlanWaveform.bb'); % Create a baseband file reader object
    chanBW = 'CBW20'; % Channel bandwidth of all packets within the waveform
    bbrInfo = info(BBR);
    BBR.SamplesPerFrame = bbrInfo.NumSamplesInData; % Number of sample in the waveform
    rxWaveform = BBR();  % Load the I&Q sample from a binary file
    sr = BBR.SampleRate; % Sampling rate of the input signal
    release(BBR);
end

Чтобы просмотреть пример, который восстанавливает пакеты маяка с основополосного файла, смотрите 802.11 Получателя Маяка OFDM с Полученным примером Данных.

Восстановление сигнала и анализ

Этот раздел обнаруживает, анализирует и отображает сводные данные обнаруженных пакетов. Все пакеты в форме волны должны иметь заданную пропускную способность канала, chanBW.

% Create a WaveformAnalyzer object to parse and analyze the packet within a waveform
analyzer = WaveformAnalyzer;
process(analyzer,rxWaveform,chanBW,sr);

% Display the summary of the detected packets
detectionSummary(analyzer);

                                            Summary of the Detected Packets

detSummary=5×7 table
    Packet Number     Format     PHY Status    Power (dBm)    CFO (Hz)    Packet Offset (samples)    MAC Contents
    _____________    ________    __________    ___________    ________    _______________________    ____________

          1          "Non-HT"    "Success"        13.23         61597                 97             "Beacon"    
          2          "Non-HT"    "Success"        13.23         62267               2657             "RTS"       
          3          "Non-HT"    "Success"        15.86        -39457               4097             "CTS"       
          4          "HE-MU"     "Success"        15.89        -39975               5377             "A-MPDU"    
          5          "Non-HT"    "Success"        13.21         59884              18737             "Block Ack"

Используйте pktNum переменная, чтобы отобразить MAC и анализ PHY для выбранного пакета.

pktNum = 4 ;

% Display the MAC information of the selected packet
macSummary (анализатор, pktNum);

 
                                    Recovered MPDU Summary of Packet 4

    AMPDU/MPDU Number    STAID       Address1          Address2       AMPDU/MPDU Decode Status    MAC Frame Type
    _________________    _____    ______________    ______________    ________________________    ______________

     "AMPDU1_MPDU1"        1      "1342ABC2FF1F"    "00123456789B"           "Success"              "QoS Data"  
     "AMPDU2_MPDU1"        2      "23FFAB1234AC"    "00123456789B"           "Success"              "QoS Data"  
     "AMPDU3_MPDU1"        3      "13EF35781356"    "00123456789B"           "Success"              "QoS Data"  
     "AMPDU4_MPDU1"        4      "159A123AFFFF"    "00123456789B"           "Success"              "QoS Data"

% Display the time samples and the spectrum of the detected packet
plotWaveform(analyzer,pktNum)

% Display the packet field information of the selected packet
fieldSummary(analyzer,pktNum);

 
                                           Field Summary of Packet 4 (HE-MU)

    Field Name    Modulation Type    Num Symbols    Parity Check/CRC    Power (dBm)    RMS EVM (dB)    Max EVM (dB)
    __________    _______________    ___________    ________________    ___________    ____________    ____________

     L-STF             BPSK               2                                15.49                                   
     L-LTF             BPSK               2                                15.54                                   
     L-SIG             BPSK               1               Pass             15.90         -22.79          -16.99    
     RL-SIG            BPSK               1               Pass             15.69         -22.65          -16.85    
     HE-SIG-A          BPSK               2               Pass             16.12         -22.64          -14.86    
     HE-SIG-B          QPSK               5               Pass             15.90         -24.05          -17.05    
     HE-STF            BPSK               1                                15.95                                   
     HE-LTF            BPSK               2                                15.94                                   
     Data                                35                                15.89

% Display signaling field information of the selected packet
signalingSummary(analyzer,pktNum);

 
                               Signaling Field Summary of Packet 4 (HE-MU)

        Property        Value          Property          Value          Property            Value 
    ________________    _____    ____________________    _____    ______________________    _____

    L-SIG Length        467      Bandwidth               CBW20    Num HE-LTF Symbols        2    
    L-SIG Rate          0xB      Num HE-SIG-B Symbols    5        LDPC Extra Symbol         True 
    UL/DL Indication    DL       SIGB Compression        False    STBC                      False
    SIGB MCS            0        Guard Interval          3.2      Pre-FEC Padding Factor    1    
    SIGB DCM            False    HE-LTF Type             4        PE Disambiguity           False
    BSS Color           0        Doppler                 False                                   
    Spatial Reuse       0        TXOP                    127

% Display the RU information
ruSummary(analyzer,pktNum);

 
                                    Resource Unit (RU) Information of Packet 4 (HE-MU)

    RU Number    RU Size    Subcarrier Index (Start)    Subcarrier Index (End)    Num Users    Num STS    Power (dBm)
    _________    _______    ________________________    ______________________    _________    _______    ___________

      "RU1"        52                 -121                       -70                  1           1          9.83    
      "RU2"        52                  -68                       -17                  1           1          9.92    
      "RU3"        52                   17                        68                  1           2          9.89    
      "RU4"        52                   70                       121                  1           1          9.84

% Display the user information
userSummary(analyzer,pktNum);

 
                                        User Information of Packet 4 (HE-MU)

    STAID    RU Number    MCS    Modulation Type    DCM    Channel Coding    Num STS    Transmit BeamForming
    _____    _________    ___    _______________    ___    ______________    _______    ____________________

      1        "RU1"       0         "BPSK"          0         "LDPC"           1                0          
      2        "RU2"       2         "QPSK"          0         "LDPC"           1                0          
      3        "RU3"       4         "16QAM"         0         "LDPC"           2                0          
      4        "RU4"       6         "64QAM"         0         "LDPC"           1                0

% Display EVM per spatial streams for all user
userEVM(analyzer,pktNum);

 
          User EVM per Spatial Stream of Packet 4 (HE-MU)

    STAID    Spatial Stream Index    RMS EVM (dB)    Max EVM (dB)
    _____    ____________________    ____________    ____________

      1               1                -23.442         -15.236   
      2               1                -23.586         -15.735   
      3               1                -19.424         -10.436   
      3               2                -19.269         -10.669   
      4               1                -23.401         -14.886

% Plot constellation for all users
plotConstellation(analyzer,pktNum);

% Plot EVM
plotEVM(analyzer,pktNum);

Дальнейшее исследование

WaveformAnalyzer обеспечивает свойства управлять экспериментальным отслеживанием, эквализацией, блокированием DC и пакетными алгоритмами обнаружения, которые можно настроить, чтобы улучшать пакетную производительность обнаружения и анализа.

Ложные пакетные обнаружения

Ложные пакетные обнаружения являются обнаруженными пакетами, которым вы не верите, фактические пакеты. Оценка формы волны области времени пакета является одним способом определить, законен ли обнаруженный пакет. Если существует значительное количество ложных обнаружений, существующих, эти методы могут помочь уменьшать их:

Включите EnergyDetection свойство и набор EnergyDetectionThreshold свойство к подходящему значению, учитывая уровень шума устройства захвата изображения. Когда включено, EnergyDetection только обнаруживает пакеты со степенью, превышающей EnergyDetectionThreshold во время преамбулы.
Увеличьте LLTFSNRDetectionThreshold and PacketDetectionThreshold свойства отбросить пакеты с низким измеренным ОСШ во время обнаружения.

Пропущенные пакетные обнаружения

Пропущенные пакетные обнаружения являются пакетами, которым вы верите, находятся в форме волны, но не были обнаружены.

Одна возможная причина пакетное обнаружение, возможно, было пропущено, - то, если ложное обнаружение произошло ранее в форме волны, но проверка L-SIG передала, заставив выборки быть пропущенной. Чтобы искать в рамках возможных ложных обнаружений, включите SearchWithinUnsupportedPacket свойство.
Кроме того, попытайтесь уменьшить PacketDetectionThreshold свойство обнаружить пакет с низким ОСШ во время обнаружения.

Для детали о 802.11ax восстановление сигнала и обработка, см. Процедуру Восстановления для 802.11ax Пакетный пример.

Выбранная библиография

Станд. IEEE 802.11™ - 2 016 Стандартов IEEE для Информационных технологий - Телекоммуникации и обмен информацией между системами - Локальными сетями и городскими компьютерными сетями - Конкретными требованиями - Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Технические требования.
Черновой Стандарт IEEE P802.11ax™/D4.1 для Информационных технологий - Телекоммуникаций и обмена информацией между системами - Локальными сетями и городскими компьютерными сетями - Конкретными требованиями - Часть 11: Беспроводное Среднее управление доступом (MAC) LAN и Физический уровень (PHY) Технические требования - Поправка 6: Улучшения для Высокой эффективности WLAN.

Документация