802.11p光谱发射掩模测试

这个例子演示了如何对IEEE 802.11p™发射波形进行频谱发射掩模测试。

介绍

IEEE802.11p的[2]是IEEE 802.11™标准的修订版,允许在车辆环境(WAVE)中支持无线访问。万博1manbetx采用半时钟模式及10兆赫通道频宽,在5.85至5.925 GHz频带下运作,并为该频带定义额外的光谱发射掩模(见附录D)1]。

此示例示出了如何掩模光谱测量可在发送的波形来执行。该波形与WLAN工具箱™产生为了简化,但使用频谱分析仪捕获的波形也可以使用为好。

由三个10MHz的IEEE802.11p的分组的波形分离由一个32微秒间隙中产生。随机数据用于每个数据包并且被用于16QAM调制。基带波形进行上采样,并过滤,以减少带外发射,从而满足频谱屏蔽要求。高功率放大器(HPA)模型被使用,其引入了带内失真和频谱再生。频谱发射掩模测量大功率放大器建模后的上采样后的波形执行的。测试示意图如下图所示:

ieee802.11 p非ht分组配置

在该示例中,生成由多个非HT格式的数据包的IEEE802.11p的波形。的格式的参数的非HT波形使用非HT格式配置对象进行了描述。该目的是使用所创建的wlanNonHTConfig函数。在本例中,对象配置为IEEE 802.11p使用的10 MHz带宽操作。

cfgNHT = wlanNonHTConfig;%创建包配置cfgNHT.ChannelBandwidth ='CBW10';%10兆赫cfgNHT.MCS = 4;%调制16QAM,速率为1/2cfgNHT.PSDULength = 1000;% PSDU长度(以字节为单位)

基带波形生成

可以将波形发生器配置为生成一个或多个包,并在每个包之间添加空闲时间。在本例中,将创建三个具有32微秒空闲周期的数据包。所有数据包的随机位数据创建并作为参数传递给wlanWaveformGenerator以及非ht包配置对象cfgNHT和额外的波形生成参数。cfgNHT配置波形发生器,以创建IEEE 802.11p非ht波形。

为结果的重复性设置随机流S = RNG(98765);%产生多波形包idleTime = 32 e-6;数据包之间的空闲时间% 32微秒numPackets = 3;%3个生成包%创建随机数据;PSDULength是以字节为单位数据=兰迪([0 1],cfgNHT.PSDULength * 8 * numPackets,1);genWaveform = wlanWaveformGenerator(数据,cfgNHT,...'NumPackets',numPackets,...'空闲时间',idleTime);%得到波形的采样率FS = wlanSampleRate(cfgNHT);DISP(['基带采样率:'num2str(FS / 1E6)'Msps的']);
基带采样率:10 Msps的

过采样和滤波

光谱滤波来减小带外频谱发射的归因于OFDM调制所引起的一个RF链的大功率放大器的隐含矩形脉冲整形和频谱再生。为了模拟波形上的一个高功率放大器的效果和查看带外频谱发射的波形必须被过采样的。在这个例子中的波形进行过采样与插值滤波器也用作光谱滤波器。这使得波形满足频谱屏蔽要求。波形进行过采样,并使用过滤dsp.FIRInterpolator

%过采样波形OSF = 3;%采样因子filterLen = 100;%滤波器长度R = 50;%切比雪夫窗设计参数(衰减,dB)%生成滤波器系数和插值。coeffs = OSF * firnyquist(filterLen,OSF,chebwin(filterLen + 1,R));coeffs = coeffs(1:结束-1);%删除尾随零interpolationFilter = dsp.FIRInterpolator(OSF,'分子',coeffs);filtWaveform = interpolationFilter([genWaveform;零(filterLen / 2,1)]);%绘制之后施加滤波器的幅值和相位响应%采样H = fvtool(interpolationFilter);h.Analysis =“频率”;%绘制幅度和相位响应h.FS = OSF * FS;设定采样率h.NormalizedFrequency =“关闭”;根据频率绘制响应

高功率放大器建模

在射频链中,高功率放大器是一个必要的组成部分,同时也引入了非线性行为,如带内失真和光谱再生。利用Rapp模型对无线局域网中的功率放大器进行了仿真。Rapp模型会导致AM/AM失真,并使用comm.MemorylessNonlinearity。高功率放大器在饱和点以下工作,以减少失真。回退由变量控制hpaBackoff

hpaBackoff = 6;% D b%创建和配置记忆非线性的放大器模型非线性= comm.MemorylessNonlinearity;非线性。方法=“拉普模式”;nonLinearity.Smoothness = 3;%p参数nonLinearity.LinearGain = -hpaBackoff;% D b%该模型适用于发射波形txWaveform =非线性(filtWaveform);

发射频谱辐射模板测量

根据允许的最大发射功率(以毫瓦为单位)对电台进行分类。对于这四类不同的台站,我们定义了四种不同的光谱发射掩模[附录D]1]。频谱掩模相对于峰值功率谱密度(PSD)中所定义。

以某a类电台为例,测量了高功率放大器建模后发射波形的频谱发射掩模。

附录D.2.3,表D-5: A类STAdbrlimit = [-40 -40 -28 -20 -10 0 0 -10 -20 -28 -40 -40];flimit = [-Inf -15 -10 -5.5 -5 -4.5 4.5 5 5.5 10 15 Inf];

非HT数据字段的时间门控光谱测量用于发射机频谱发射掩模测试[3]。每个数据包的非HT数据字段被从上采样中提取txWaveform使用每个分组的开始索引。所提取的非HT数据字段被串接在用于测量的准备工作。

访问时域包内每个字段的索引%IND = wlanFieldIndices(cfgNHT);startIdx = OSF *(ind.NonHTData(1)-1)+1;非ht数据的上采样开始endIdx = OSF * ind.NonHTData(2);非ht数据的上采样结束idleNSamps = osf * idleTime / (1 / fs);%上采样空闲时间样本perPktLength = endIdx + idleNSamps;IDX =零(endIdx-startIdx + 1,numPackets);对于我= 1:numPackets在tx波形中启动数据包,占滤波延时的%pktOffset =(张)* perPktLength + filterLen / 2;tx波形中非ht数据的%IDX(:,1)= pktOffset +(startIdx:endIdx);结束%选择各个分组数据字段gatedNHTDataTx = txWaveform(IDX(:),:);

由辅助函数生成的图helperSpectralMaskTest覆盖所需的频谱屏蔽与所测量的PSD。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。

%评估PSD和是否符合规定helperSpectralMaskTest(gatedNHTDataTx, fs, osf, dBrLimits, fLimits);%恢复默认流RNG(一个或多个);
光谱面具了

结论性的进一步探讨

对于A类监测站在5.85-5.925 GHz的频带为10MHz的信道间隔的发射频谱掩模示于这个例子。它也示出了发送信号的峰值谱密度如何落在频谱模板内,以满足法规的限制。可以为5MHz的信道间隔,可以产生类似的结果。

高功率放大器模型和光谱滤波影响的频谱模板情节外的带外发射。对于不同的站的类具有更高的相对分贝值,尝试使用不同的过滤器或过滤器的长度和/或增加的回退为更低的排放。

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,请参考下面的例子:

附录

这个例子使用了以下的帮助函数:

选定的参考书目

  1. IEEE Std 802.11-2012: IEEE信息技术标准。系统间电信和信息交换。局域网和城域网。特殊要求。第11部分:无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范。IEEE,纽约,纽约,美国,1999-2013。

  2. IEEE 802.11p的标准-2010:IEEE信息技术标准 - 本地和城域网 - - 系统间远程通信和信息交换特定要求,第11部分:无线局域网媒体访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范,修订6:在汽车环境中,IEEE,纽约,NY,USA,2010无线接入。

  3. Archambault, Jerry,和Shravan Surineni。IEEE 802.11使用向量信号分析仪进行光谱测量。RF Design 27.6 (2004): 38-49.