802.11ad标准的单载波链路与RF波束形成在Simulink万博1manbetx

此示例示出了如何将一个IEEE®建模的802.11ad™单载波链路中的Simulink,其包括与RF波束形成相控阵天线。万博1manbetx这个例子需要以下产品:s manbetx 845

  • WLAN工具箱™基带发送器和接收器

  • 相控阵系统工具箱™为接收天线阵列

  • RF模块库™射频接收器

介绍

此模型模拟一个802.11ad的单载波(SC)1与RF波束成形]链接。多个分组通过自由空间发送,则RF波束形成,解调和PLCP服务数据单元(PSDU)被回收。的PSDUs与这些传输以确定所述分组错误率进行比较。接收器执行包检测,定时同步,载波频率偏移校正和唯一字基于相位跟踪。

MATLAB的功能块允许Simulink模型使用MATLAB®功能万博1manbetx。在这个例子中,在Simulink中建模的802.11ad的SC链路使用WLAN工具箱功能使用MA万博1manbetxTLAB功能块调用。对于MATLAB的802.11ad标准的基带模拟,看到的例子802.11ad的包错误率单载波PHY仿真与TGay通道

系统架构

该系统包括:

  • 生成随机PSDU和802.11ad的SC分组A的基带发射机。

  • 一个自由空间通道。

  • 甲接收哪些多达16个元件支持天线阵列。万博1manbetx这个模块允许该阵列的几何形状的控制,在一个数组元素,工作频率,和接收器方向的数量。

  • A 16信道RF接收器模块,用于处理所述RF信号。此接收器模块包括低噪声放大器,移相器,合成器,和一个下转换器。这个模块允许用于计算对应的相移的波束成形方向的控制。

  • 其回收由执行包检测,时间和频率同步,信道估计,解调PSDU,并解码所发送的PSDU的基带接收器。

系统诊断包括均衡星座和所获得的数据包错误率的显示。

以下各节更详细地描述的发射机和接收机。

基带发射机

基带发射器块创建一个随机的PSDU和编码这些比特,以产生基于模型参数块的MCS和PSDU长度值的单个分组波形。数据包生成块使用功能wlanWaveformGenerator进行编码的分组。

RF接收器

RF接收器包括放大器,移相器,组合器和在超外差方式实现。

施加到每个元件的相移来计算基于所述波束成形方向。这是由用户提供,并且指示在主波束的方向。接收器最大化SNR时,接收器的主波束指向发射机。发射机是全向和接收器方向(AZ,EL)表示入射信号的方向。其中接收器方向和波束成形方向不同方案被示出。在这种情况下,会出现在所接收的信号功率,导致高分组差错率(PER)和误差向量幅度(EVM)的降低。结果部分显示这些值。

基带接收

基带接收器有两个组成部分:包检测和数据包的恢复。

如果检测到分组时,该分组恢复子系统被使能处理所检测的分组。

包恢复子系统处理由以下步骤组成:

  1. 频偏估计和校正。

  2. 符号定时和信道频率响应估计。

  3. 噪声功率估计。

  4. 同步错误检查。此确定该分组是否可被解码或没有。

  5. 数据包解码。

在分组解码器子系统,SC数据字段被从同步接收的波形中提取。然后,PSDU被使用提取的字段,信道和噪声功率估计回收。

结果

运行模拟显示数据包错误率。该模型处理每个数据包之后更新的PER。该模型还显示均衡的码元星座与EVM测量沿。请注意,有效的统计结果,需要很长的仿真时间。

默认情况下,的主波束接收朝向方向天线阵点:方位角= 0度。和仰角= 0°的

如果你改变了接收器方向在接收值朝向所述阵列辐射的接近零点天线阵列,所述EVM增加并且报文不能被成功地解码。

如果你改变了波束方向在RF接收器值,使得朝向所述发射器的主光束点时,EVM提高和分组被成功地解码。

探索实例

  • 尝试在模型参数块改变所述信噪比(SNR)值。提高SNR导致较低的数据包错误率并提高均衡码星座的EVM。指定的SNR是在输入到ADC的信号噪声比,如果单个接收链时使用。信噪比占自由空间路径损耗,热噪声和RF分量的噪声系数。

  • 可以改变阵列的几何形状和元件的数目在一个阵列中存在的接收天线阵列块。增加天线元件的数量,从而提高该EVM。由于接收机天线阵列的分集增益可以在均衡的码元星座中观察到。

附录

此示例使用以下辅助功能:

选择的参考书目

  1. IEEE 802.11ad的标准™-2012 IEEE信息技术标准 - 系统间远程通信和信息交换 - 局域网和城域网 - 具体要求 - 第11部分:无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规格。修订3:在60GHz频段用于增强甚高吞吐量。