exponenta event banner

wlanTGayChannel

Фильтрация сигнала по многолучевому каналу с замиранием 802.11ay

Описание

wlanTGayChannel Система object™ фильтрует входной сигнал по многолучевому каналу замирания IEEE ® 802.11ay™ (TGay). Модель канала следует квазидетерминированному (Q-D) подходу, указанному в [1 ].

Для фильтрации входного сигнала с использованием многолучевого канала замирания TGay:

  1. Создать wlanTGayChannel и задайте его свойства.

  2. Вызовите объект с аргументами, как если бы это была функция.

Дополнительные сведения о работе системных объектов см. в разделе Что такое системные объекты?.

Создание

Описание

пример

tgay = wlanTGayChannel создает системный объект канала TGay, tgay. Этот системный объект фильтрует реальный или комплексный входной сигнал через канал TGay для получения сигнала с нарушением канала.

пример

tgay = wlanTGayChannel(Name,Value) задает свойства, используя одну или несколько пар имя-значение. Заключите каждое имя свойства в кавычки. Например, wlanTGayChannel('SampleRate',1e9,'Environment','Large hotel lobby') создает канал TGay с 1-GHz частотой выборки в большой среде лобби отеля.

Свойства

развернуть все

Если не указано иное, свойства не настраиваются, что означает невозможность изменения их значений после вызова объекта. Объекты блокируются при их вызове, и release функция разблокирует их.

Если свойство настраивается, его значение можно изменить в любое время.

Дополнительные сведения об изменении значений свойств см. в разделе Проектирование системы в MATLAB с использованием системных объектов.

Частота дискретизации входного сигнала в Гц, заданная как положительный скаляр.

Типы данных: double

Центральная частота входного сигнала, в Гц, заданная как положительный скаляр.

Типы данных: double

Среда модели канала, указанная как 'Open area hotspot', 'Street canyon hotspot', или 'Large hotel lobby'. Для получения дополнительной информации см. [1].

Типы данных: char | string

Ширина уличной дороги каньона, в метрах, указана как положительный скаляр. Дорога параллельна оси y, на которой она имеет свой центр.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите Environment кому 'Street canyon hotspot'.

Типы данных: double

Ширина тротуара уличного каньона, в метрах, указана как положительный скаляр.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите Environment кому 'Street canyon hotspot'.

Типы данных: double

Размеры вестибюля отеля, в метрах, указаны как вектор 1 на 3 положительных значений. Каждый элемент RoomDimensions определяет длину вестибюля отеля, измеренную вдоль оси декартовой системы координат (x, y, z). Первый элемент определяет длину вдоль оси X. Второй элемент определяет длину вдоль оси Y. Третий элемент определяет длину вдоль оси Z. Начало системы координат находится на полу вестибюля отеля, в средней точке между ограничивающими стенами.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите Environment кому 'Large hotel lobby'.

Типы данных: double

Конфигурация пользователя, заданная как одно из следующих значений:

  • 'SU-SISO' - указать одну передающую антенную решетку, одну приемную антенную решетку и один поток данных

  • 'SU-MIMO 1x1' - указать одну передающую антенную решетку, одну приемную антенную решетку и два потока данных

  • 'SU-MIMO 2x2' - укажите две передающие антенные решетки, две приемные антенные решетки и либо два, либо четыре потока данных, в зависимости от значения ArrayPolarization собственность. Количество потоков данных можно проверить с помощью info объектная функция.

Это свойство используется для указания количества антенных решеток передачи и приема и количества потоков данных в передатчике и приемнике. Для получения дополнительной информации см. таблицу 3-2 в [1].

Типы данных: char | string

Разделение между массивами передачи и массивами приема в метрах, определяемых как вектор положительных значений 1 на 2. Первый элемент определяет разделение между центрами массивов передачи. Второй элемент определяет разделение между центрами приемных массивов. Расстояния между соответствующими центрами массива измеряются по осям X локальных систем координат массива в соответствии с рис. 3-10 на [1].

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите UserConfiguration кому 'SU-MIMO 2x2'.

Типы данных: double

Тип поляризации антенной решетки передачи и приема для SU-MIMO, указанный как 'Single, Single', 'Single, Dual', или 'Dual, Dual'. Для получения дополнительной информации см. таблицу 3-2 в [1].

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите UserConfiguration кому 'SU-MIMO 1x1' или 'SU-MIMO 2x2'.

Типы данных: char | string

Антенная решетка передачи, указанная как wlanURAConfig объект. Можно указать TransmitArray в виде однородного прямоугольного массива (URA), однородного линейного массива (ULA) или одного элемента путем установки Size имущества wlanURAConfig объект.

Центр антенной решетки передачи, определяемый как действительный вектор 3 на 1. Это свойство определяет смещение в метрах от начала координат декартовой системы координат до центра антенной решетки передачи.

Типы данных: double

Ориентация антенной решетки передачи в градусах, заданная как действительный вектор 3 на 1. Каждый элемент определяет угол поворота локальной системы координат антенной решетки передачи относительно оси глобальной декартовой системы координат. Первый элемент является углом поворота вокруг оси Z и определяет целевой азимутальный угол. Второй элемент представляет собой угол поворота вокруг повернутой оси X и определяет целевой угол наклона. Третий элемент является углом поворота вокруг повернутой оси z и задается для несимметричного азимутального распределения коэффициента усиления антенны. Положительное значение указывает на поворот против часовой стрелки. Для получения дополнительной информации см. раздел 6.3.3 в [2].

Типы данных: double

Тип поляризации антенной решетки передачи, указанный как одно из следующих значений:

  • 'None' - Неполяризованная антенная решетка передачи

  • 'Vertical' - Вертикально поляризованная антенная решетка передачи

  • 'Horizontal' - Горизонтально поляризованная антенная решетка передачи

  • 'LHCP' - левая круговая поляризованная антенная решетка передачи;

  • 'RHCP' - правая круговая поляризованная антенная решетка передачи;

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите UserConfiguration кому 'SU-SISO'.

Типы данных: char | string

Приемная антенная решетка, указанная как wlanURAConfig объект. Можно указать ReceiveArray в качестве URA, ULA или отдельного элемента путем установки Size имущества wlanURAConfig объект.

Центр приемной антенной решетки, определяемый как действительный вектор 3 на 1. Это свойство определяет смещение в метрах от начала координат декартовой системы координат до центра антенной решетки приема.

Типы данных: double

Ориентация антенной решетки приема в градусах, заданная как действительный вектор 3 на 1. Каждый элемент определяет угол, на который местная система координат приемной антенной решетки поворачивается относительно оси глобальной декартовой системы координат. Первый элемент является углом поворота вокруг оси Z и определяет целевой азимутальный угол. Второй элемент представляет собой угол поворота вокруг повернутой оси X и определяет целевой угол наклона. Третий элемент является углом поворота вокруг повернутой оси z и задается для несимметричного азимутального распределения коэффициента усиления антенны. Положительное значение указывает на поворот против часовой стрелки. Для получения дополнительной информации см. раздел 6.3.3 в [2].

Типы данных: double

Тип поляризации приемной антенной решетки, указанный как одно из следующих значений:

  • 'None' - Неполяризованная приемная антенная решетка

  • 'Vertical' - Вертикально поляризованная приемная антенная решетка

  • 'Horizontal' - Горизонтально поляризованная приемная антенная решетка

  • 'LHCP' - левая круговая поляризованная приемная антенная решетка;

  • 'RHCP' - Правая круговая поляризованная приемная антенная решетка

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите UserConfiguration кому 'SU-SISO'.

Типы данных: char | string

Источник скорости приемной антенной решетки, указанный как 'Auto' или 'Custom'. Чтобы задать случайную скорость массива приема, как определено в [1], задайте для этого свойства значение 'Auto'.

Типы данных: char | string

Скорость антенной решетки приема, в метрах в секунду, заданная как действительный вектор 3 на 1.

Типы данных: double

Генерировать случайные лучи (R-лучи), указанные как логическое значение true или false.

Типы данных: logical

Генерировать внутрикластерные лучи, указанные как логическое значение true или false.

Типы данных: logical

Потери мощности из-за поглощения кислорода в дБ/м, указанные как неотрицательный скаляр.

Типы данных: double

Метод формирования луча, указанный как 'Maximum power ray' или 'Custom'. Для получения дополнительной информации см. раздел 6.5 в [2].

Типы данных: char | string

Передача векторов формирования луча, заданных как матрица комплексных значений NTE-by-NTS.

  • NTE - количество элементов в каждой антенной решетке передачи.

  • NTS - количество входных потоков данных.

Можно получить NTE и NTS с помощью info объектная функция.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите BeamformingMethod кому 'Custom'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Принимать векторы формирования луча, указанные как матрица комплексных значений NRE-by-NRS.

  • NRE - количество элементов в каждой приемной антенной решетке.

  • NRS - количество выходных потоков данных.

Можно получить NRE и NRS с помощью info объектная функция.

Настраиваемый: Да

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите BeamformingMethod кому 'Custom'.

Типы данных: double
Поддержка комплексного номера: Да

Нормализовать импульсные характеристики канала (CIR), указанные как логическое значение true или false. Чтобы нормализовать CIR до 0 дБ на поток, установите для этого свойства значение true.

Типы данных: logical

Нормализовать выходные данные по количеству выходных потоков, указанных как логическое значение true или false.

Типы данных: logical

Источник потока случайных чисел, указанный как 'Global stream' или 'mt19937ar with seed'. Чтобы использовать текущий глобальный поток случайных чисел для генерации случайных чисел, установите для этого свойства значение 'Global stream'. Использование reset функция объекта, если для этого свойства установлено значение 'Global stream':

  • Регенерация R-лучей при RandomRays имеет значение true

  • Регенерация внутрикластерных лучей при IntraClusterRays имеет значение true

  • Регенерация скорости антенной решетки при ReceiveArrayVelocitySource имеет значение 'Auto'

Чтобы использовать алгоритм mt19937ar для создания автономных случайных чисел, установите для этого свойства значение 'mt19937ar with seed'.

Типы данных: char | string

Начальное начальное число генератора случайных чисел, указанное как неотрицательное целое число.

Зависимости

Чтобы включить это свойство, установите RandomStream кому 'mt19937ar with seed'.

Типы данных: double

Использование

Синтаксис

Описание

пример

y = tgay(x) возвращает выходной сигнал y фильтрацией входного сигнала x через канал замирания TGay, определенный wlanTGayChannel Системный объект tgay.

[y,CIR] = tgay(x) также возвращает импульсную характеристику канала TGay, CIR, основного процесса замирания.

Функции объекта

Чтобы использовать функцию объекта, укажите объект System в качестве первого входного аргумента. Например, для освобождения системных ресурсов объекта System с именем obj, используйте следующий синтаксис:

release(obj)

развернуть все

infoВозврат характеристической информации о многолучевом замирающем канале TGay
showEnvironmentОтображение среды канала с D-лучами из трассировки лучей
stepЗапустить алгоритм объекта System
releaseДеблокирование ресурсов и разрешение изменений значений свойств объекта системы и входных признаков
resetСброс внутренних состояний объекта System

Примечание

reset: Если RandomStream имущества wlanTGayChannel Системный объект имеет значение 'Global stream', использование reset:

  • Регенерация R-лучей при RandomRays имеет значение true

  • Регенерация внутрикластерных лучей при IntraClusterRays имеет значение true

  • Регенерация скорости антенной решетки при ReceiveArrayVelocitySource имеет значение 'Auto'

Примеры

свернуть все

Создайте системный object™ канала TGay WLAN и верните его характеристическую информацию.

Создайте объект WLAN TGay multipath fading channel System со значениями свойств по умолчанию.

tgay = wlanTGayChannel;

Возвращает и отображает характеристическую информацию канала TGay.

tgayInfo = info(tgay);
disp(tgayInfo);
           NumTxStreams: 1
           NumRxStreams: 1
          NumTxElements: 4
          NumRxElements: 4
     ChannelFilterDelay: 7
    NumSamplesProcessed: 0

Фильтрация 802.11ad™ однонесущей неполяризованной формы сигнала по каналу SU-SISO 802.11ay™ с указанием большой среды вестибюля отеля. Проверьте, что выходной сигнал является согласованным, когда тот же самый входной сигнал фильтруется через канал.

Создайте объект конфигурации направленного многогигабитного формата (DMG-формат) с заданной схемой модуляции и кодирования (MCS).

cfgDMG = wlanDMGConfig('MCS','4');

Генерация сигнала DMG для случайного генерируемого PSDU.

psdu = randi([0 1], 8*cfgDMG.PSDULength, 1);
txWaveform = wlanWaveformGenerator(psdu,cfgDMG);

Настройте объект TGay channel System для большого лобби отеля, указав частоту дискретизации, передающие и принимающие антенные решетки и источник потока случайных чисел.

tgay =  wlanTGayChannel('SampleRate',wlanSampleRate(cfgDMG),'Environment','Large hotel lobby', ... 
    'TransmitArray',wlanURAConfig('Size',[4 4]),'ReceiveArray',wlanURAConfig('Size',[3 3]), ...
    'RandomStream','mt19937ar with seed','Seed',100);

Фильтрация сигнала по каналу TGay.

rxWaveform1 = tgay(txWaveform);

Сбросьте канал и снова фильтруйте сигнал через канал TGay. Проверьте, что выходной сигнал является согласованным, когда тот же самый входной сигнал фильтруется через канал TGay после вызова reset объектная функция.

reset(tgay);
rxWaveform2 =  tgay(txWaveform);
isequal(rxWaveform1,rxWaveform2)
ans = logical
   1

Фильтрация двухполяризованного сигнала через WLAN 802.11ay™ канал, задающий среду уличного каньона.

Сконфигурируйте объект TGay channel System для уличного каньона, задав пользовательскую конфигурацию однопользовательского множественного ввода/множественного вывода (SU-MIMO) с двумя передающими антенными решетками и двумя приемными антенными решетками. Определите антенные решетки передачи как двухэлементные однородные линейные решетки (ULA), а антенные решетки приема как одиночные изотропные элементы. Используйте пользовательский метод формирования луча, чтобы задать векторы формирования луча передачи и приема и указать источник потока случайных чисел.

tgay = wlanTGayChannel('SampleRate',2e9,'Environment','Street canyon hotspot', ...
    'UserConfiguration','SU-MIMO 2x2','ArraySeparation',[0.8 0.8],'ArrayPolarization','Dual, Dual', ...
    'TransmitArray',wlanURAConfig('Size',[1 2]),'TransmitArrayOrientation',[10; 10; 10], ...
    'ReceiveArray',wlanURAConfig('Size',[1 1]),'BeamformingMethod','Custom','NormalizeImpulseResponses',false, ...
    'RandomStream','mt19937ar with seed','Seed',100);

Отображение среды канала TGay.

showEnvironment(tgay);
title('Street Canyon Hotspot with Antenna Arrays and D-Rays');

Figure contains an axes. The axes with title Street Canyon Hotspot with Antenna Arrays and D-Rays contains 27 objects of type patch, scatter, text, line.

Получение характеристик канала с помощью info объектная функция.

tgayInfo = tgay.info;

Сформулируют векторы формирования луча в терминах количества элементов передачи, элементов приема, потоков передачи и потоков приема, полученных из tgayInfo.

NTE = tgayInfo.NumTxElements;
NTS = tgayInfo.NumTxStreams;
NRE = tgayInfo.NumRxElements;
NRS = tgayInfo.NumRxStreams;
tgay.TransmitBeamformingVectors = ones(NTE,NTS)/sqrt(NTE);
tgay.ReceiveBeamformingVectors = ones(NRE,NRS)/sqrt(NRE);

Создайте случайный входной сигнал и фильтруйте его по каналу TGay.

txSignal = complex(rand(100,NTS),rand(100,NTS));
rxSignal = tgay(txSignal);

Алгоритмы

развернуть все

Ссылки

[1] Мальцев, А., и др. Модели каналов для 802.11ay. IEEE 802.11-15/1150r9, март 2017.

[2] Мальцев, А., и др. Модели каналов для 60GHz систем WLAN. IEEE 802.11-09/0334r8, май 2010 г.

Расширенные возможности

.
Представлен в R2019a