802.11ad发射机光谱发射掩模测试

此示例演示如何在IEEE®802.11ad™传输波形上执行脉冲整形和频谱发射掩模测试。

介绍

IEEE 802.11广告(1]标准,通常称为定向多吉比特(DMG),提供数据使用60GHz的工业,科学和医疗(ISM)频带吞吐量高达7 Gbps的。德马吉标准支持三种类型的PHY:万博1manbetx

  • 控制PHY使用MCS 0

  • 单载波(SC)物理层使用MCS 1到MCS 12,低功耗SC物理层使用MCS 25到MCS 32

  • 的OFDM PHY使用MCS 13至MCS 24。

DMG定义了四种2.16 GHz的宽的工作通道,典型地在57-66 GHz频带。的频谱屏蔽的测试,这表现在本例中,确保了在一个信道的传输不会导致在相邻的信道实质干扰。所述DMG信道被示出在下面的图中。

SC DMG PHY采用单载波调制,用于低成本、短距离的应用。这个例子演示了如何在SC DMG调制波形上进行脉冲整形和频谱掩模测量。波形是使用WLAN Toolbox™生成的,但是也可以使用频谱分析仪捕获的波形。发送器频谱掩模和DMG配置所需的频谱平坦度在ieee802.11 ad [1],章节21.3.2。

此示例产生5级DMG SC的数据包,每一个都由一微秒间隙分开。随机数据在每个分组使用并且被用于PI / 2-16QAM调制。为了满足频谱屏蔽要求,基带波形进行上采样,并过滤,以减少外的带外发射。高功率放大器(HPA)模型被用来引入带内失真和频谱再生。频谱发射掩模测量对HPA建模后的上采样后的波形执行的。测试示意图如下图所示:

DMG,单载波分组配置

在这个例子中,一个IEEE 802.11ad的波形由多个DMG SC的数据包被生成。所述DMG SC波形特性在指定的wlanDMGConfig配置对象。该对象被配置为MCS索引为12,编号为noTrainingLength字段附加到的报文。每测试要求(在IEEE 802.11ad的21.3.2节中指定),则PSDULength将数据包设置为20000,以确保在大于10微秒的DMG数据包上测量传输光谱掩码。

cfgDMG = wlanDMGConfig;% DMG包配置cfgDMG。MCS = 12;%SC PHY与PI / 2-16QAM调制cfgDMG。PSDULength = 20000;长度(字节)

基带波形发生器

可以将波形发生器配置为在每个包之间产生一个或多个空闲时间的包。在这个例子中,wlanWaveformGenerator被配置为产生五个分组填充有随机的有效载荷数据。每个数据包是通过在之间和随机保密器种子被用于生成每个分组一个一微秒空闲时段分离。

对于结果的可重复性%设定随机流s = rng (98765);生成一个多包波形idleTime = 1 e-6;数据包之间的一微秒空闲时间numPackets = 5;生成5个数据包%创建所有有效载荷数据的随机比特;PSDULength是以字节为单位PSDU =兰迪([0 1],cfgDMG.PSDULength * 8 * numPackets,1);%覆盖DMG配置的超扰燃烧初始化属性通过指定扰码器初始化来创建genWaveform = wlanWaveformGenerator(PSDU,cfgDMG,“IdleTime”idleTime,“NumPackets”numPackets,'ScramblerInitialization',兰迪([1 127],numPackets,1));%得到波形的采样率fs = wlanSampleRate (cfgDMG);disp ([“基带采样率:”num2str (fs / 1 e6)“议员”]);
基带采样率:1760 Msps的

过采样和过滤

光谱滤波被用来减少了带外频谱发射由于在RF链引起的HPA的发送波形和频谱再生的扩频特性。波形必须被过采样到波形上的HPA的效果进行建模,并查看外的带外频谱发射。在这个例子中,该波形被使用过采样并过滤通过一个升余弦滤波器comm.RaisedCosineTransmitFilter。为了满足频谱屏蔽要求,升余弦滤波器截断为八个符号和滚降因子为0.5的持续时间。

定义脉冲成形滤波器的特性Nsym = 8;在符号持续时间中过滤跨度%的β= 0.5;%滚降系数百= 4;每个符号输出样本%创建升起的余弦传输滤波系统对象rcosFlt = comm.RaisedCosineTransmitFilter('形状',“正常”,“RolloffFactor”,β,“FilterSpanInSymbols”,N sym个,“OutputSamplesPerSymbol”、osp);用于脉冲整形的滤波器发射信号filterWaveform = rcosFlt ([genWaveform;0 (Nsym / 2,1)));%画出脉冲整形滤波器的幅度和相位响应H = fvtool(rcosFlt,'分析',“频率”);h.FS =互联网服务商* FS;设定采样率h.NormalizedFrequency =“关”;针对%频率曲线响应

高功率放大器建模

在RF链中,高频放大器是一个必要的组成部分,但它会以带内失真和频谱再生的形式引入非线性行为。在[2,可用于802.11ad功率放大器的建模。Rapp模型会导致AM/AM失真,并使用comm.MemorylessNonlinearity。HPA在饱和点以下工作,以减少失真。

hpaBackoff = 0.5;%功率放大器退避以dB为单位创建并配置一个无记忆的非线性模型HPA非线性= comm.MemorylessNonlinearity;nonLinearity.Method =“拉普模式”;非线性。平滑度= 0.81;%平滑因子nonLinearity.LinearGain = 10 ^(4.65 / 10) -  hpaBackoff;小信号增益非线性。OutputSaturationLevel = 0.58;%饱和度%应用模型txWaveform =非线性(filterWaveform);

发射光谱掩模测量

IEEE 802.11广告(1],第21.3.2节规定了所有DMG波形必须遵守的发射光谱掩码,并描述了包的特性。根据测试定义,包应该没有附加任何训练字段,并且持续时间大于10微秒。

dbrlimit = [-30 -30 -22 -17 0 0 -17 -22 -30 -30];flimit = [-Inf -3.06 -2.7 -1.2 -0.94 0.94 1.2 2.7 3.06 Inf] * 1e3;rbw = 1 e6;%分辨率带宽以Hz

使用辅助函数helperSpectralMaskTest以产生覆盖与测得的PSD所需要的频谱屏蔽的曲线图。它检查所发送的PSD电平设置为指定掩模的水平,并显示了一通内/试验后失败状态。

helperSpectralMaskTest(txWaveform,FS,互联网服务商,dBrLimits,fLimits,RBW);%恢复默认流rng(年代);
频谱掩码传递

结论与进一步探索

在本例中,为2.16 GHz通道带宽的60 GHz频段的DMG SC波形提供了传输频谱掩码。还说明了发射信号经过脉冲整形后,其频谱落在频谱掩模内,满足调制限制。对于DMG控制和OFDM物理系统也可以产生类似的结果。

HPA模型和谱滤波影响谱掩模图中的带外发射。对于单载波和控制PHY,您可以尝试使用不同的脉冲整形滤波器参数和/或降低或增加平滑因子。

有关其它发射机的测量类似的调制精度和频谱平坦度信息,请参考下面的实施例:

附录

此示例使用以下辅助功能:

选定的参考书目

  1. IEEE Std 802.11广告™-2012:IEEE标准信息技术-电信和信息交换系统之间的地方和市区网络——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),修改3:增强的高吞吐量60 GHz乐队。

  2. Eldad Perahia, et al. TGad评价方法,IEEE 802.11-09/0296r16