Фон

Общий формат кадра MAC состоит из заголовка, тела кадра и последовательности проверки кадра (FCS). Заголовок содержит информацию о кадре. Тело кадра несет данные, которые необходимо передать. Передатчик вычисляет FCS по заголовку и корпусу кадра. Приемник использует FCS для подтверждения того, что заголовок и тело кадра приняты правильно. На следующей схеме показана структура общего кадра MAC.

Стандарт определяет четыре типа кадров: «Управление», «Данные», «Управление» и «Расширение». Существует несколько подтипов каждого типа кадра. Они идентифицируются полями Тип и Подтип поля управления кадром в заголовке MAC.

Кадры управления:

Кадры данных:

Управляющие кадры:

Рамки расширения:

Введение

В этом примере показано, как можно декодировать кадры MAC WLAN, указанные в разделе 9.3 [1] или [2]. Он также показывает, как агрегированные кадры MAC, указанные в разделе 9.7 [1] или [2], могут быть деагрегированы.

WLAN Toolbox™ поддерживает декодирование MPDU для следующих кадров MAC:

В дополнение к декодированию MPDU, WLAN Toolbox также поддерживает деагрегацию A-MPDU.

Декодирование MPDU

MPDU может быть типа кадров данных, управления или управления. wlanMPDUDecode может использоваться для декодирования MPDU. Эта функция обрабатывает данный MPDU и объект конфигурации физического уровня для вывода декодированных параметров MAC.

Для иллюстрации декодирования MPDU создается допустимый MPDU с использованием wlanMACFrame. Созданный MPDU передается в wlanMPDUDecode наблюдаются функция и выходные сигналы.

Создание MPDU

Кадр данных QoS создается для этого примера с использованием wlanMACFrame. Для формирования кадра данных QoS формата не-HT, содержащего 40-октетную полезную нагрузку, требуются следующие входные данные:

% Create a MAC frame configuration object
txFrameCfg = wlanMACFrameConfig('FrameType', 'QoS Data', ...
                            'FrameFormat', 'Non-HT');

% 40-octet payload for each 'QoS Data' frame
txMSDU = randi([0, 255], 40, 1);

% Physical layer configuration
phyCfg = wlanNonHTConfig;

% Create the MPDU
mpdu = wlanMACFrame(txMSDU, txFrameCfg);

Декодирование MPDU

wlanMPDUDecode потребляет MPDU, объект конфигурации PHY типа wlanNonHTConfig, wlanHTConfig, wlanVHTConfig, или wlanHESUConfig и дополнительно пара (Имя, Значение) для DataFormat задание входного формата MPDU. С момента создания MPDU с помощью wlanMACFrame в терминах октетов, DataFormat имеет значение octets. wlanMPDUDecode декодирует MPDU и выводит следующую информацию:

% Decode the MPDU.
[rxFrameCfg, rxMSDU, status] = wlanMPDUDecode(mpdu, phyCfg, ...
                                            'DataFormat', 'octets');

% Check if the MPDU is decoded successfully
disp(['Status of the MPDU decoding: ' char(status)])

% Observe the outputs, if the MPDU is decoded successfully
if strcmp(status, 'Success')
    disp(['Type of the decoded MPDU: ' rxFrameCfg.FrameType])
    disp(['Number of MSDUs in the MPDU: ' num2str(numel(rxMSDU))])
    for i = 1:numel(rxMSDU)
        disp(['Size of MSDU-' num2str(i) ': ' num2str(size(rxMSDU{i}, 1)) ' octets'])
    end
end

Status of the MPDU decoding: Success
Type of the decoded MPDU: QoS Data
Number of MSDUs in the MPDU: 1
Size of MSDU-1: 40 octets

A-MPDU Деагрегация

A-MPDU является агрегацией нескольких MPDU. Типы MPDU в A-MPDU ограничены, как указано в разделе 9.7.3 из [1].

wlanAMPDUDeaggregate может использоваться для деагрегации A-MPDU. Эта функция обрабатывает заданный A-MPDU и соответствующий объект конфигурации физического уровня для вывода деагрегированного списка MPDU. wlanAMPDUDeaggregate способен декодировать HT (высокая пропускная способность), VHT (очень высокая пропускная способность), HE-SU (высокий КПД для одного пользователя) и HE-EXT-SU (высокий КПД для одного пользователя) формата A-MPDU, как указано в [1] и [2].

Для иллюстрации деагрегации A-MPDU создается действительный A-MPDU, содержащий пять MPDU. wlanMACFrame. Созданный A-MPDU передается в wlanAMPDUDeaggregate наблюдаются функция и выходные сигналы.

Создание A-MPDU

Для формирования формата HE-SU A-MPDU, содержащего пять MPDU (кадров данных QoS), требуются следующие входные данные, причем каждый MPDU содержит 40-октетную полезную нагрузку:

% Create a MAC frame configuration object
txFrameCfg = wlanMACFrameConfig('FrameType', 'QoS Data', ...
                            'FrameFormat', 'HE-SU', ...
                            'MPDUAggregation', true, ...
                            'MSDUAggregation', false);

% 40-octet payload for each 'QoS Data' frame
txMSDUList = repmat({randi([0, 255], 40, 1)}, 1, 5);

% Physical layer configuration
phyCfg = wlanHESUConfig('MCS', 3);

% Create the A-MPDU containing 5 MPDUs
ampdu = wlanMACFrame(txMSDUList, txFrameCfg, phyCfg);

Деагрегация A-MPDU

wlanAMPDUDeaggregate потребляет A-MPDU, объект конфигурации PHY типа wlanHTConfig, wlanVHTConfig, или wlanHESUConfig и дополнительно пара (Имя, Значение) для DataFormat задание входного формата A-MPDU. Он находит и проверяет разделители MPDU, извлекает блоки MPDU и выводит следующую информацию, которая может использоваться для дальнейшей обработки блоков MPDU:

% Deaggregate the A-MPDU
[mpduList, delimCRCFails, ampduStatus] = wlanAMPDUDeaggregate(ampdu, phyCfg, ...
                                                    'DataFormat', 'octets');

% Observe the outputs
disp(['Status of A-MPDU deaggregation: ' char(ampduStatus)])
disp(['Number of MPDUs extracted from the A-MPDU: ' num2str(numel(mpduList))])
disp(['Number of MPDUs with delimiter CRC fails: ' num2str(nnz(delimCRCFails))])

Status of A-MPDU deaggregation: Success
Number of MPDUs extracted from the A-MPDU: 5
Number of MPDUs with delimiter CRC fails: 0

Декодирование списка MPDU

mpduList содержит список MPDU, извлеченных из A-MPDU. Каждый из блоков MPDU, присутствующих в списке, может быть декодирован отдельно. Однако, если delimCRCFails содержит любое true значения, MPDU, присутствующий в mpduList при соответствующем индексе может считаться недопустимым, поскольку он может быть неправильно извлечен из-за ошибки CRC разделителя.

% Decode the list of MPDUs
if strcmp(ampduStatus, 'Success')
    % Number of MPDUs in the list
    numMPDUs = numel(mpduList);

    for i = 1:numMPDUs
        % Decode the MPDU only if the corresponding delimiter CRC is valid
        if ~delimCRCFails(i)
            [rxFrameCfg, rxMSDU, mpduStatus] = wlanMPDUDecode(mpduList{i}, phyCfg, ...
                                                        'DataFormat', 'octets');
            disp(['MPDU-' num2str(i) ' decoding status: ' char(mpduStatus)])
            disp(['MPDU-' num2str(i) ' type: ' rxFrameCfg.FrameType])
            disp(['MPDU-' num2str(i) ' payload size: ' num2str(size(rxMSDU{1}, 1)) ' octets'])
            disp(' ')
        end
    end
end

MPDU-1 decoding status: Success
MPDU-1 type: QoS Data
MPDU-1 payload size: 40 octets
 
MPDU-2 decoding status: Success
MPDU-2 type: QoS Data
MPDU-2 payload size: 40 octets
 
MPDU-3 decoding status: Success
MPDU-3 type: QoS Data
MPDU-3 payload size: 40 octets
 
MPDU-4 decoding status: Success
MPDU-4 type: QoS Data
MPDU-4 payload size: 40 octets
 
MPDU-5 decoding status: Success
MPDU-5 type: QoS Data
MPDU-5 payload size: 40 octets
 

Заключение и дальнейшие исследования

В этом примере показано, как деагрегировать и декодировать кадры IEEE 802.11 MAC. Вы также можете исследовать приемник радиомаяка OFDM 802.11 с захваченными данными и процедурой восстановления для пакета 802.11ac Примеры декодирования кадров MAC, извлеченных из захваченных форм сигнала.

Избранная библиография