主要内容

802.11广告波形生成与波束形成

这个例子展示了如何beamform IEEE®802.11广告™DMG波形和相控阵使用WLAN工具箱™和相控阵系统工具箱™。

介绍

IEEE 802.11广告(1)定义了定向multi-gigabit 60 GHz (DMG)传输格式操作。克服大路径损耗经历了60 GHz, IEEE 802.11广告标准的目的是支持定向波束形成。万博1manbetx通过使用相控天线阵列可以应用天线权向量(AWV)聚焦天线模式所需的方向。每个数据包传输数组元素,但AWV相移到每个元素适用于引导传播。通信链路的质量可以提高通过添加可选的培训领域DMG包,和测试不同的AWVs发射机或接收机。这个过程称为束细化。

DMG包包含以下字段:

  1. 月31——短期培训领域,用于同步。

  2. CE -信道估计领域,用于信道估计。

  3. 头-信号领域,接收者解码来确定传输参数。

  4. 数据——数据字段,用户数据负载。

  5. AGC分支学科——可选自动增益控制(AGC)等领域,用于束细化。

  6. 培训分支学科——可选分支,用于电子束提纯。

底座和CE领域形成了序言。序言、头、DMG数据包传输的数据字段AWV相同。发射机束细化培训,64培训(环境)分支可以添加到包。每个环境分区使用不同的AWV传播。这允许多达64种不同的性能AWVs来衡量和AWV序言,头,为后续精制传输和数据字段。CE分支学科定期传播,达到新高:每四分支学科之一,在环境领域。每个CE分区使用相同的传输AWV序言。允许接收方重新配置AGC在接受环境领域之前,TRN分支学科是之前AGC分支学科。为每个环境分区,AGC分区使用相同的传输AWV应用于个人的环境领域。这使得接收机的增益设置,适用于测量所有TRN分支学科。 The diagram below shows the packet structure with four AGC and TRN subfields numbered and highlighted. Therefore, four AWVs are tested as part of beam refinement. The same AWVs are applied to AGC and TRN subfields with the same number.

这个例子模拟发射机培训通过应用不同的AWVs每个分支学科引导多个方向的传播。每个培训评估领域的力量在远场平面波的接收器通过评估,以确定哪些传播AWV是最优的。这种模拟不包括一个通道或路径损耗。

这个例子需要WLAN的工具箱相控阵系统工具箱

波形规范

DMG的波形配置包传输与单载波调制(SC)物理层,一个100字节的物理层服务数据单元(PSDU)和四个发射机训练等领域。以下四个培训领域允许检测梁四AWVs提纯。使用函数wlanDMGConfig,创建一个DMG配置对象。DMG配置对象指定传输参数。

dmg = wlanDMGConfig;dmg。MCS = 1;%单载波调制dmg。TrainingLength = 4;%使用4训练等领域dmg。PacketType =“TRN-T”;%发射机培训dmg。PSDULength = 100;%字节

波束形成规范

发射机天线模式配置为与半波间距16-element均匀线性阵列。使用的对象phased.ULA(相控阵系统工具箱)phased.SteeringVector(相控阵系统工具箱),创建相控阵和AWVs。接收机的位置来评估传输被指定为一个偏移量从发射机的瞄准线。

receiverAz = 6;%度发射机的瞄准线

一个统一的线性相控阵与16个元素被创建来引导传播。

N = 16;%的元素数量c = physconst (“光速”);%传播速度(米/秒)fc = 60.48 e9;%中心频率(赫兹)λ= c / fc;%波长(m)d =λ/ 2;%天线单元间距(m)TxArray = phased.ULA (“NumElements”N“ElementSpacing”d);

创建了AWVs使用phased.SteeringVector(相控阵系统工具箱)对象。五转向角度来创建指定五AWVs,一个序言和数据字段,一个为每个四个训练等领域。序言和瞄准线传输的数据字段。四个培训领域传播在瞄准线的角度。

%创建一个方向转向矢量对象SteeringVector = phased.SteeringVector (“SensorArray”,TxArray);%序言的方向角和方位角数据为0度,没有%,因此在瞄准线。[方位;海拔高度)preambleDataAngle = [0;0);%的四个培训领域使用一组不同的权重来引导%一个稍微不同的方向。[方位;海拔高度)trnAngle = [[-10;0][5;0][5;0][10;0]];%生成的所有角度的权重重量= SteeringVector (fc, [preambleDataAngle trnAngle]);重量% AWV的每一行是一个适用于不同的天线元素preambleDataAWV =连词(重量(:1));% AWV用于序言、数据和CE字段trnAWV =连词(权重(:,2:结束));% AWV用于每个环境领域

使用plotArrayResponsehelper函数,数组的反应显示了接收机的方向是最符合TRN-SF3培训领域的方向。

plotArrayResponse (TxArray receiverAz, fc、重量);

生成基带波形

使用DMG配置对象和一个PSDU充满随机数据作为输入波形发生器,wlanWaveformGenerator。根据格式波形发生器调节PSDU位配置。

%创建一个PSDU随机位s = rng (0);%设置随机种子可重复的结果psdu =兰迪([0,1],dmg.PSDULength * 8, 1);%生成包tx = wlanWaveformGenerator (psdu, dmg);

权重向量应用到每个字段

一个phased.Radiator(相控阵系统工具箱)对象创建应用AWVs波形,结合辐射从每个元素形成一个平面波信号,并确定感兴趣的平面波的角,receiverAz。每个部分的DMG波形tx通过与一组指定的AWVs散热器,和的角度评估平面波。

散热器= phased.Radiator;散热器。传感器= TxArray;%使用均匀线性阵列散热器。WeightsInputPort = true;%提供AWV作为参数散热器。OperatingFrequency = fc;%在赫兹的频率散热器。CombineRadiatedSignals = true;%创建平面波%的平面波评估方向相对于散热器steerAngle = [receiverAz;0);%[方位;海拔高度)% beamformed波形被判断为平面波的接收器planeWave = 0(大小(tx));%获得字段的索引印第安纳州= wlanFieldIndices (dmg);%的平面波应用AWV序言的时候,标题,和数据idx = (1: ind.DMGData (2));planeWave (idx) =散热器(tx (idx)、steerAngle preambleDataAWV);%的平面波在应用AWV AGC和环境等领域我= 1:dmg.TrainingLength% AGC分支学科我agcsfIdx = ind.DMGAGCSubfields (1): ind.DMGAGCSubfields(我,2);planeWave (agcsfIdx) =散热器(tx (agcsfIdx)、steerAngle trnAWV(:,我));%的环境领域我trnsfIdx = ind.DMGTRNSubfields (1): ind.DMGTRNSubfields(我,2);planeWave (trnsfIdx) =散热器(tx (trnsfIdx)、steerAngle trnAWV(:,我));结束%的平面波在应用AWV TRN-CE我= 1:dmg.TrainingLength/4 trnceIdx = ind.DMGTRNCE(i,1):ind.DMGTRNCE(i,2); planeWave(trnceIdx) = Radiator(tx(trnceIdx),steerAngle,preambleDataAWV);结束

评估Beamformed波形

辅助函数plotDMGWaveform块的大小beamformed平面波。当评估beamformed平面波的大小我们可以看到田野beamformed接收机比其他领域的方向。

plotDMGWaveform (planeWave dmg,“Beamformed平面波领域强调的);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象与标题Beamformed平面波字段高亮显示,包含时间(微秒),ylabel级(V)包含26行类型的对象。这些对象代表底座,CE、头、数据,AGC-SF1, AGC-SF2, AGC-SF3, AGC-SF4, TRN-CE, TRN-SF1, TRN-SF2, TRN-SF3 TRN-SF4。

rng(年代);%恢复随机状态

结论

这个例子展示了如何生成一个IEEE 802.11广告DMG波形的波形和AWVs适用于不同的部分。本例使用WLAN工具箱生成兼容标准波形,和相控阵系统工具箱应用AWVs和评估合成平面波的大小在接收器的方向。

选定的参考书目

  1. IEEE Std 802.11™-2020 IEEE标准信息技术——之间的通信和信息交换系统-本地和市区网络特定需求-第11部分:无线局域网介质访问控制(MAC)和物理层规范(体育)。