802.11ad одна ссылка несущей с RF Beamforming в Simulink
В этом примере показано, как смоделировать IEEE® 802.11ad™ одна ссылка несущей в Simulink®, который включает антенну фазированной решетки с RF beamforming. Этот пример требует следующих продуктов:
WLAN Toolbox™ для основополосного передатчика и приемника
Phased Array System Toolbox™ для получает антенную решетку
RF Blockset™ для приемника RF
Введение
Эта модель симулирует 802.11ad одна несущая (SC) [1] ссылка с RF beamforming. Несколько пакетов передаются через свободное пространство, затем RF beamformed, демодулируются, и Модули эксплуатационных данных PLCP (PSDU) восстанавливаются. PSDUs по сравнению с переданными, чтобы определить пакетный коэффициент ошибок. Приемник выполняет пакетное обнаружение, временную синхронизацию, коррекцию смещения несущей частоты и уникальное основанное на слове отслеживание фазы.
Блок MATLAB function позволяет моделям Simulink использовать функции MATLAB®. В этом примере 802.11ad ссылка SC, смоделированная в Simulink, использует функции WLAN Toolbox, вызванные с помощью блоков MATLAB function. Для 802.11ad основополосная симуляция в MATLAB, смотрите пример 802.11ad Пакетный Коэффициент ошибок Одна Несущая Симуляция PHY с Каналом TGay (WLAN Toolbox).
Архитектура системы
Система состоит из:
Основополосный передатчик, который генерирует случайный PSDU и 802.11ad пакет SC.
Канал свободного пространства.
Получить антенная решетка, которая поддерживает до 16 элементов. Этот модуль позволяет управление геометрии массивов, числа элементов в массиве, рабочей частоте и направлении приема.
16 каналов модуль приемника RF, чтобы обработать сигналы RF. Этот модуль приемника включает низкие шумовые усилители, фазовращатели, Уилкинсон 16:1 объединитель и понижающий преобразователь. Этот модуль позволяет управление beamforming направления, используемого, чтобы вычислить соответствующие сдвиги фазы.
Основополосный приемник, который восстанавливает переданный PSDU путем выполнения пакетного обнаружения, время и синхронизация частоты, оценка канала, демодуляция PSDU и декодирование.
Системная диагностика включает отображение компенсируемого созвездия и полученного пакетного коэффициента ошибок.
Следующие разделы описывают передатчик и приемник более подробно.
Основополосный передатчик
Основополосный блок передатчика создает случайный PSDU и кодирует биты, чтобы создать одну пакетную форму волны на основе MCS и значений длины PSDU в блоке Model Parameters. Пакетный блок генератора использует функциональный wlanWaveformGenerator (WLAN Toolbox), чтобы закодировать пакет.
Приемник RF
Приемник RF состоит из усилителей, фазовращателей, Уилкинсон 16:1 объединитель и реализован способом супергетеродина.
Сдвиг фазы применился к каждому элементу, вычисляется на основе beamforming направления. Это обеспечивается пользователем и указывает на направление основного луча. Приемник максимизирует ОСШ, когда основной луч приемника указывает на передатчик. Передатчик является всенаправленным, и направление приема (азимут, el) указывает на направление инцидентного сигнала. Сценарий, где направление приема и beamforming направление отличаются, показывают. В этом случае будет сокращение продвижения принимаемой мощности сигнала к высокому пакетному коэффициенту ошибок (PER) и величине вектора ошибок (EVM). Раздел результатов показывает эти значения.
Основополосный приемник
Основополосный приемник имеет два компонента: пакетное обнаружение и пакетное восстановление.
Если пакет обнаруживается, пакетной подсистеме восстановления позволяют обработать обнаруженный пакет.
Пакетная обработка подсистемы восстановления состоит из следующих шагов:
Частота возместила оценку и коррекцию.
Символьная синхронизация и оценка частотной характеристики канала.
Оценка шумовой мощности.
Проверка ошибок синхронизации. Это определяет, может ли пакет декодироваться или нет.
Пакетное декодирование.
В пакетной подсистеме декодера поле данных SC извлечено из синхронизируемой принятой формы волны. Затем PSDU восстанавливается с помощью извлеченного поля, канала и оценок шумовой мощности.
Результаты
Выполнение симуляции отображает пакетный коэффициент ошибок. Модель обновляет PER после обработки каждого пакета. Модель также отображает компенсируемое созвездие символа наряду с измерением EVM. Обратите внимание на то, что для статистически допустимых результатов, длинные времена симуляции требуются.
По умолчанию, основной луч получать очков антенной решетки к направлению: азимут = 0 градусов и вертикальное изменение = 0 градусов.
Если вы изменяете Receiver direction значение в получить антенной решетке к пустому указателю близости в излучении массивов, увеличениях EVM и пакетах не может успешно декодироваться.
Если вы изменяете Beamforming direction значение в приемнике RF, таким образом, что основные точки луча к передатчику, EVM улучшается, и пакеты успешно декодируются.
Исследование примера
Попытайтесь изменить сигнал в шумовое отношение (ОСШ) значение в блоке Model Parameters. Увеличение ОСШ ведет, чтобы понизить пакетные коэффициенты ошибок и улучшило EVM компенсируемого созвездия символов. Заданный ОСШ является сигналом к шумовому отношению во входе к ADC, если сингл получает цепь, используется. ОСШ составляет потери при распространении в свободном пространстве, тепловой шум и шумовую фигуру компонентов RF.
Можно изменить геометрию массивов и число элементов в массиве, существующем в получить блоке антенной решетки. Увеличение числа антенных элементов улучшает EVM. Усиление разнообразия из-за антенной решетки приемника может наблюдаться в компенсируемом созвездии символов.
Приложение
Этот пример использует следующие функции помощника:
Выбранная библиография
Станд. IEEE 802.11ad™-2012 Стандарт IEEE 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 3: Улучшения для Очень Высокой Пропускной способности в Полосе на 60 ГГц.