Введение

IEEE 802.11p [1] является одобренной поправкой к стандарту 802.11™ IEEE, обеспечивающей поддержку беспроводного доступа в транспортных окружениях (WAVE). Используя получастотный режим с пропускной способностью канала 10 МГц, он работает в полосах 5,85-5,925 ГГц для поддержки приложений для интеллектуальных транспортных систем (ITS) [2].

В этом примере сквозная симуляция используется, чтобы определить частоту ошибок пакета для ссылки 802.11p [1] с затухающим каналом при выборе точек ОСШ с отслеживанием канала и без него. Для каждой точки ОСШ передают несколько пакетов через канал V2V, демодулируют и восстанавливают блоки PSDU. Блоки PSDU сравниваются с переданными для определения количества ошибок пакета. Для каждого пакета в приемнике выполняют обнаружение пакетов, временную синхронизацию, коррекцию смещения несущей частоты и отслеживание фазы. Для отслеживания канала оценку [3] направленного на принятие решений канала используют, чтобы компенсировать высокий доплеровский спред. Рисунок ниже показывает цепь обработки с отслеживанием канала.

Строение формы волны

В этом примере моделируется передача в формате 802.11p, отличном от HT. Объект строения, отличный от HT, содержит строение передачи в определенном формате. Этот объект создается с помощью wlanNonHTConfig функция. В этом примере объект сконфигурирован для операции полосы пропускания канала 10 МГц и скорости QPSK 1/2 (MCS 2).

% Link parameters
mcs = 2;       % QPSK rate 1/2
psduLen = 500; % PSDU length in bytes

% Create a format configuration object for an 802.11p transmission
cfgNHT = wlanNonHTConfig;
cfgNHT.ChannelBandwidth = 'CBW10';
cfgNHT.PSDULength = psduLen;
cfgNHT.MCS = mcs;

Строение канала

Модель V2V радиоканала задает пять сценариев, чтобы представлять условия затухания в транспортном окружении. В этом примере используется сценарий 'Urban NLOS' [4]. Это соответствует сценарию с двумя транспортными средствами, пересекающими друг друга на городском слепом перекрестке со созданием и ограждениями, присутствующими на углах.

% Create and configure the channel
fs = wlanSampleRate(cfgNHT); % Baseband sampling rate for 10 MHz

chan = V2VChannel;
chan.SampleRate = fs;
chan.DelayProfile = 'Urban NLOS';

Параметры симуляции

Для каждой точки ОСШ (дБ) в вектор snr генерируют несколько пакетов, передают через канал и демодулируют для определения частоты ошибок пакета.

snr = 15:5:30;

Количество пакетов, протестированных в каждой точке ОСШ, управляется двумя параметрами:

Числа, выбранные в этом примере, приводят к короткой симуляции. Для достижения статистически значимых результатов эти цифры следует увеличить.

maxNumErrors = 20;   % The maximum number of packet errors at an SNR point
maxNumPackets = 200; % Maximum number of packets at an SNR point

% Set random stream for repeatability of results
s = rng(98);

Обработка точек ОСШ

Для каждой точки ОСШ проверяется количество пакетов и вычисляется вероятность ошибки пакета. Для каждого пакета выполняются следующие шаги обработки:

% Set up a figure for visualizing PER results
h = figure;
grid on;
hold on;
ax = gca;
ax.YScale = 'log';
xlim([snr(1), snr(end)]);
ylim([1e-3 1]);
xlabel('SNR (dB)');
ylabel('PER');
h.NumberTitle = 'off';
h.Name = '802.11p ';
title(['MCS ' num2str(mcs) ', V2V channel - ' chan.DelayProfile ' profile']);

% Simulation loop for 802.11p link
S = numel(snr);
per_LS = zeros(S,1);
per_STA = per_LS;
for i = 1:S
    enableChanTracking = true;
    % 802.11p link with channel tracking
    per_STA(i) = v2vPERSimulator(cfgNHT, chan, snr(i), ...
        maxNumErrors, maxNumPackets, enableChanTracking);

    enableChanTracking = false;
    % 802.11p link without channel tracking
    per_LS(i) = v2vPERSimulator(cfgNHT, chan, snr(i), ...
        maxNumErrors, maxNumPackets, enableChanTracking);

    semilogy(snr, per_STA, 'bd-');
    semilogy(snr, per_LS, 'ro--');
    legend('with Channel Tracking','without Channel Tracking')
    drawnow;
end

axis([10 35 1e-3 1])
hold off;

% Restore default stream
rng(s);

SNR 15 dB with channel tracking completed after 51 packets, PER: 0.41176
SNR 15 dB without channel tracking completed after 59 packets, PER: 0.35593
SNR 20 dB with channel tracking completed after 201 packets, PER: 0.069652
SNR 20 dB without channel tracking completed after 109 packets, PER: 0.19266
SNR 25 dB with channel tracking completed after 201 packets, PER: 0.0199
SNR 25 dB without channel tracking completed after 182 packets, PER: 0.11538
SNR 30 dB with channel tracking completed after 201 packets, PER: 0.0099502
SNR 30 dB without channel tracking completed after 201 packets, PER: 0.094527

Для значимых результатов maxNumErrors, maxNumPackets следует увеличить. Следующий график предоставляет результаты для maxNumErrors: 1000 и maxNumPackets: 10000.

Дальнейшие исследования

Попробуйте изменить профиль задержки канала, длину пакета или скорость передачи данных (mcs значения) и наблюдают эффективность отслеживания канала. Для некоторых строений отслеживание каналов обеспечивает незначительное повышение эффективности. Для небольшого числа символов OFDM (малая длина PSDU или высокая MCS) временное среднее, выполненное во время отслеживания направленного на принятие решения канала, может быть неэффективным. Характеристики канала могут также ограничивать эффективность для схем модуляции более высокого порядка (mcs > 5 ).

Приложение

В этом примере используются следующие вспомогательные функции и объекты:

Избранная библиография