端到端内部IEEE 802.15.4 PHY仿真提供服务
这个例子展示了如何生成波形,波形和解码计算误码率曲线为不同PHY IEEE内部®802.15.4™提供服务标准规范(1),使用通信工具箱™图书馆无线个域网和超宽频。
背景
内部IEEE 802.15.4标准提供服务指定PHY和MAC层的低速率无线个人区域网络(LR-WPANs) [1]。内部IEEE 802.15.4 PHY和MAC层提供服务提供其他更高级别的标准的基础上,如无线个域网、WirelessHart®, 6 lowpan MiWi。这些标准在家庭自动化找到应用程序和传感器网络和高度相关的物联网(物联网)的趋势。
物理层的实现内部IEEE 802.15.4。提供服务
最初的内部IEEE 802.15.4标准及其修正案指定多个PHY层提供服务,使用不同的调制方案和支持不同的数据率。万博1manbetx这些物质层设计为特定的频段,在某种程度上,为特定的国家。这个例子提供了功能,生成物理和解码波形层内部提出了最初的IEEE 802.15.4规范提供服务(OQPSK在2.4 GHz, BPSK在868/915 MHz), IEEE 802.15.4b (OQPSK 868/915 MHz), IEEE 802.15.4c (780 MHz OQPSK)和IEEE 802.15.4d在950 MHz (GFSK和BPSK)。
这些和物理层层指定格式协议数据单元(PPDU),包括一个序言,start-of-frame分隔符(陕西林业局),MAC协议数据单元的长度和内容(MPDU)。序言和陕西林业局用于框架水准仪同步。在以下描述,芯片的项的符号表示整数指数序列(内部按照IEEE 802.15.4标准提供服务),而不是一个调制符号如一个复数。
OQPSK PHY:所有OQPSK PHY每4 PPDU比特映射到一个符号。的2.4 GHz OQPSK PHY每个符号传播32-chip序列,而其他OQPSK PHY传播16-chip序列。然后,芯片序列是OQPSK调制和传递给half-sine脉冲整形滤波器(或一个正常的余弦滤波器,在780 MHz频带)。详细描述,请参阅第10条(1]。
BPSK PHY: BPSK PHY不同编码PPDU碎片。每个生成的一些传播15-chip序列。然后,芯片序列是BPSK调制,传递给一个正常的余弦滤波器。详细描述,请参见条款11 (1]。
GFSK PHY: GFSK PHY第一美白PPDU位使用模2除PN9序列。白茫茫的碎片然后GFSK调制。详细描述,请参见条款15 (1]。
波形生成、解码和误码率曲线计算
这段代码演示了如何使用波形生成和解码功能不同频段并比较相应的误码率曲线。
EcNo = 25:2.5:17.5;% Ec /不范围的误码率曲线程控= 4;%样本每个芯片msgLen = 8 * 120;位长度百分比s = rng (54806);%随机数生成器的种子消息=兰迪([0 1]msgLen 1);%传播消息% Preallocate向量存储数量结果:[berOQPSK2450 berOQPSK780 berBPSK,…berGFSK] =交易(0(1、长度(EcNo)));%创建OQPSK配置对象:cfgOQPSK2450 = lrwpanOQPSKConfig(乐队= 2450,…PSDULength = msgLen / 8, SamplesPerChip = spc);cfgOQPSK780 = lrwpanOQPSKConfig(乐队= 780,…%或868 MHz的/ 915 MHz的PSDULength = msgLen / 8, SamplesPerChip = spc);为idx = 1:长度(EcNo)%循环EcNo范围% O-QPSK PHY, 2450 MHz波形= lrwpanWaveformGenerator (…消息,cfgOQPSK2450);K = 2;%的信息比特/符号信噪比= EcNo (idx) - 10 * log10 (spc) + 10 * log10 (K);收到= awgn(波形信噪比);位= lrwpan.PHYDecoderOQPSKNoSync (…收到,spc,2450 MHz的);[~,berOQPSK2450 (idx)] = biterr(消息,位);% O-QPSK PHY, 780 mhz波形= lrwpanWaveformGenerator (…消息,cfgOQPSK780);信噪比= EcNo (idx) - 10 * log10 (spc) + 10 * log10 (K);收到= awgn(波形信噪比);位= lrwpan.PHYDecoderOQPSKNoSync (…收到,spc,780 MHz的);[~,berOQPSK780 (idx)] = biterr(消息,位);% BPSK PHY, 868/915/950 MHz波形= lrwpan.PHYGeneratorBPSK(消息,spc);K = 1;%的信息比特/符号信噪比= EcNo (idx) - 10 * log10 (spc) + 10 * log10 (K);收到= awgn(波形信噪比);位= lrwpan.PHYDecoderBPSK(收到,spc);[~,berBPSK (idx)] = biterr(消息,位);% GFSK PHY, 950 MHz波形= lrwpan.PHYGeneratorGFSK(消息,spc);K = 1;%的信息比特/符号信噪比= EcNo (idx) - 10 * log10 (spc) + 10 * log10 (K);收到= awgn(波形信噪比);位= lrwpan.PHYDecoderGFSK(收到,spc);[~,berGFSK (idx)] = biterr(消息,位);结束%绘制误码率曲线图semilogy (EcNo berOQPSK2450,“o”EcNo berOQPSK780,“- *”,…EcNo berBPSK,”——+ 'EcNo berGFSK,“v”)传说(“OQPSK, 2450 MHz”,“OQPSK, 780 MHz”,…“BPSK, 868/915/950兆赫”,“GFSK, 950 MHz”,…“位置”,“西南”)标题(“内部IEEE 802.15.4 PHY误码率曲线提供服务”)包含(“芯片能量噪声谱密度,Ec /没有(dB)”)ylabel (“方方面面”)轴([min (EcNo) max (EcNo) 10 ^ 2 1])网格在
进一步的探索
无线个域网的通信工具库和超宽频插件包含以下对象和功能:
lrwpanWaveformGenerator lrwpan。PHYDecoderOQPSKNoSync, lrwpan。内部PHYDecoderOQPSK:创建和解码IEEE 802.15.4 OQPSK波形提供服务
lrwpan。PHYGeneratorBPSK lrwpan。内部PHYDecoderBPSK:创建和解码IEEE 802.15.4 BPSK波形提供服务
lrwpan。PHYGeneratorGFSK lrwpan。内部PHYDecoderGFSK:创建和解码IEEE 802.15.4 GFSK波形提供服务
这些工具大部分是非法和他们的API或功能在未来可能会改变。查看这些实用程序的源代码,使用编辑函数。例如,输入:
编辑lrwpan.PHYDecoderOQPSK
在MATLAB®命令行打开lrwpan.PHYDecoderOQPSK。
选定的参考书目
1 -“IEEE标准为当地和市区网络——15.4部分:低速率无线个人区域网络(LR-WPANs),“在IEEE Std 802.15.4-2011 IEEE Std 802.15.4-2006(修订),卷,不。pp.1 - 314 5 2011年9月,doi: 10.1109 / IEEESTD.2011.6012487。
