端到端IEEE 802.15.4物理层仿真
此示例显示了如何为IEEE®802.15.4的不同PHY规范生成波形、解码波形和计算BER曲线™ 标准[1.]，使用通讯工具箱™ ZigBee和UWB图书馆。
出身背景
这个IEEE 802.15.4标准规定了物理层和雨衣低速无线个人区域网的层次结构(区域网络) [1.]。IEEE 802.15.4物理层和MAC层提供了其他更高层标准的基础，例如齐格比、WirelessHart®、6LoWPAN和MiWi。这些标准适用于家庭自动化和传感器网络，与物联网（IoT）趋势高度相关。
IEEE 802.15.4的物理层实现
最初的IEEE 802.15.4标准及其修订版规定了多个PHY层，这些PHY层使用不同的调制方案并支持不同的数据速率。这些物理层是为特定频带设计的，在一定程度上是为特定国家设计的。本示例提供了生成和解码PHY波形的功能原始IEEE 802.15.4规范（万博1manbetxOQPSK为2.4 GHz，BPSK为868/915 MHz）、IEEE 802.15.4b（OQPSK和ASK为868/915 MHz）、IEEE 802.15.4c（OQPSK为780 MHz）和IEEE 802.15.4d（GFSK和BPSK为950 MHz）中提出的标准层。
这些物理层指定PHY协议数据单元（PPDU）的格式，其中包括前导码、帧起始定界符（SFD）以及MAC协议数据单元（MPDU）的长度和内容.前导码和SFD用于帧级同步。在以下描述中，术语符号表示芯片序列的整数索引（根据IEEE 802.15.4标准），而不是调制符号（即复数）。
OQPSK物理：所有OQPSK PHY将每4个PPDU位映射到一个符号。2.4 GHz OQPSK PHY将每个符号扩展到32个码片序列，而其他OQPSK PHY将其扩展到16个码片序列。然后，对码片序列进行OQPSK调制，并将其传递到半正弦脉冲成形滤波器（或780 MHz频段的正常升余弦滤波器）.有关详细说明，请参见中的第10条[1.].
BPSK物理层：BPSK PHY对PPDU位进行差分编码。每个产生的位被扩展为15个码片序列。然后，对码片序列进行BPSK调制，并传递给普通升余弦滤波器。有关详细说明，请参阅中的第11条[1.].
问菲：ASK PHY仅对前导码和SFD使用BPSK调制。剩余的PPDU位，即PHY头（PHR）和MPDU，首先映射到868 MHz频段的20位符号和915 MHz频段的5位符号。每个符号使用称为并行序列扩频（PSSS）的技术扩展到32码片序列或正交码分复用（OCDM）。然后对芯片序列进行ASK调制，并将其传递给根升余弦滤波器。有关详细说明，请参阅中的第12条[1.].
GFSK物理层：GFSK PHY首先使用带PN9序列的模2加法对PPDU位进行白化。然后对白化位进行GFSK调制。有关详细说明，请参阅中的第15条[1.].
波形生成、解码及误码率曲线计算
该代码说明了如何使用不同频带的波形生成和解码功能，并比较了相应的误码率曲线。
EcNo=-25:2.5:17.5；%误码率曲线的Ec/No范围spc=4；%每个芯片的样本数msgLen=8*120；%以位为单位的长度message=randi（[0 1]，msgLen，1）；%传输消息%预分配向量以存储误码率结果：[berOQPSK2450、berOQPSK780、berBPSK、berASK915、，...berASK868，berGFSK]=交易（零（1，长度（EcNo））；对于idx=1：长度（EcNo）%在EcNo范围内循环%O-QPSK物理层，2450 MHz波形=lrwpan.PHYGeneratorOQPSK（消息，spc，“2450兆赫”); K=2；%每个符号的信息位信噪比=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，信噪比）；bits=lrwpan.PHYDECODROQPSKNOSYNC（已接收，spc，“2450兆赫”)；[~，berOQPSK2450（idx）]=位错误（消息，位）；%O-QPSK物理层，780MHz波形=lrwpan.PHYGeneratorOQPSK（消息，spc，“780兆赫”);%或“868兆赫”/“915兆赫”信噪比=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，信噪比）；bits=lrwpan.PHYDECODROQPSKNOSYNC（已接收，spc，“780兆赫”);%或“868兆赫”/“915兆赫”[~，berOQPSK780（idx）]=位错误（消息，位）；%BPSK物理层，868/915/950 MHz波形=lrwpan.PHYGeneratorBPSK（消息，spc）；K=1；%每个符号的信息位信噪比=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，信噪比）；比特=lrwpan.PHYDecoderBPSK（接收，spc）；[~，berBPSK（idx）]=biterr（消息，比特）；%询问物理层，915兆赫波形=lrwpan.PHYGENATORASK（消息，spc，“915兆赫”)K=1；%每个符号的信息位信噪比=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，信噪比）；比特=lrwpan.phydecodrask（接收，spc，“915兆赫”)；[~，berASK915（idx）]=biterr（消息，位（1:msgLen））；%询问PHY，868 MHz波形=lrwpan.PHYGENATORASK（消息，spc，“868兆赫”)K=1；%每个符号的信息位信噪比=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，信噪比）；比特=lrwpan.phydecodrask（接收，spc，“868兆赫”)；[~，berASK868（idx）]=biterr（消息，位（1:msgLen））；%GFSK物理层，950兆赫波形=lrwpan.PHYGeneratorGFSK（消息，spc）；K=1；%每个符号的信息位SNR=EcNo（idx）-10*log10（spc）+10*log10（K）；接收=awgn（波形，SNR）；比特=lrwpan.PHYDecoderGFSK（接收，spc）；[~，berGFSK（idx）]=比特错误（消息，比特）；终止%绘制误码率曲线数字符号学（EcNo，berOQPSK2450，“-o”，EcNo，berOQPSK780，'-*'，EcNo，berBPSK，'-+',...EcNo，berASK915，“-x”，EcNo，berASK868，“-s”，埃克诺，伯格夫斯克，“-v”)传奇(“OQPSK，2450 MHz”,“OQPSK，780 MHz”,“BPSK，868/915/950 MHz”,'询问，915兆赫',...'询问，868兆赫',“GFSK，950 MHz”,“位置”,“西南”)头衔(“IEEE 802.15.4物理层误码率曲线”)xlabel(‘芯片能量噪声谱密度，Ec/No（dB）’)伊拉贝尔(“伯尔”)轴（[最小（EcNo）最大（EcNo）10^-2 1]）网格在…上
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