Пользовательские библиотеки WNL 80211g в SystemView

Описание функциональных элементов группы 2

В группе 2 первые пять элементов относятся к стандарту IEEE 802.11b, остальные — к стандарту IEEE 802.11a.

FHOP — генератор скачкообразной перестройки частоты информационной последовательности. Этот элемент является формирователем тактовых импульсов. Имеются две последовательности со скачкообразной перестройкой частоты: (a) североамериканская, (b) европейская (кроме Франции и Испании). Каждая из этих последовательностей (a и b) имеет две установки 1 и 2. Эти установки показаны в таблице 12 (для варианта a) и таблице 13 (для варианта b).

Для установки 2 образец скачкообразной перестройки задается уравнением:

где x — входной целочисленный параметр, а b(i) дается в таблице 14.

Для североамериканской последовательности f_x(i) должно быть нечетным целым числом от 1 до 11, а для европейской оно должно быть целым числом от 1 до 13.

Параметры элемента приведены в таблице 15 (см. также пример FH_pattern.svu).

Генератор скачкообразной перестройки имеет один вход — синхросигнал, который определяет временной интервал скачкообразной перестройки частоты, и один выход — целое число, которое указывает частоту канала со скачкообразной перестройкой частоты.

PPDUPack — этот элемент генерирует полный пакет PPDU, состоящий из преамбулы PLCP, заголовка PLCP и данных PSDU. Этот элемент создает полный пакет в одном из двух форматов; Long PLCP PPDU (192 мкс) (рис. 11) и Short PLCP PPDU (96 мкс) (рис. 12). 128-битный Long SYNC получается кодированием нулей в шифраторе. 56-битный Short SYNC получается кодированием единиц. Для Long PLCP SYNC шифратор устанавливается образцом 7 битов 1101100 с левым наибольшим разрядом. Для Short PLCP шифратор устанавливается обратным образцом 0011011. 16-битный образец Long SFD имеет вид 1111001110100000, а образец Short SFD является обратным и имеет вид 0000010111001111. Параметры генератора пакета приведены в таблице 16 (см. также примеры packet_1mbps.svu, packet_2mbp.svu, packet_5cck.svu, packet_11cck.svu, packet_5PBCC.svu, packet_11PBCC.svu).

Генератор пакета не имеет входов и имеет пять выходов: действительная часть модулированного сигнала, мнимая часть модулированного сигнала, преамбула пакета, заголовок пакета, данные.

PPDUnpk — этот элемент восстанавливает полный пакет PPDU, состоящий из преамбулы PLCP, заголовка PLCP и данных PSDU. Этот элемент восстанавливает информацию из полного пакета в одном из двух форматов — Long PLCP PPDU (192 мкс) или Short PLCP PPDU (96 мкс) (рис. 11 и 12). 128 битов Long SYNC получаются кодированием нулей в шифраторе. 56 битов Short SYNC получаются кодированием единиц. Для Long PLCP SYNC шифратор устанавливается 7-битной комбинацией 1101100 с левым наибольшим разрядом. Для Short PLCP SYNC шифратор запускается обратным образцом 0011011. 16-битный образец Long SFD имеет вид 1111001110100000, а обратный образец Short SFD имеет вид 0000010111001111. Параметры элемента PPDUnpk приведены в таблице 17 (см. также примеры packet_1mbps.svu, packet_2mbp.svu, packet_5cck.svu, packet_11cck.svu, packet_5PBCC.svu, packet_11PBCC.svu).

Элемент PPDUnpk имеет два входа: синфазный канал модулированного сигнала и квадратурный канал модулированного сигнала, а также четыре выхода: преамбула пакета, заголовок пакета, данные, знак ошибки CRC.

Receiver — приемник. Этот элемент является индикатором для сообщений 802.11b. Элемент приемник очень похож на PPDUnpk (демодулятор пакета) для стандарта 801.11b. Элемент приемник внутренне определяет, какая структура данных является входной и должным образом восстанавливает входные данные. Приемник запускает коррелятор для обнаружения поступающих сообщений, разрешающих заголовок и восстановление данных. Скорость передачи данных, тип корреляции и число октетов определяются из информации заголовка. Параметры приемника приведены в таблице 18 (см. также пример packet_1mbps_Rcv.svu).

Приемник имеет два входа: синфазный канал модулированного сигнала со скоростью 11 Мбит/с, квадратурный канал модулированного сигнала со скоростью 11 Мбит/с, а также четыре выхода: преамбула сообщения, заголовок сообщения, данные сообщения со скоростью 11 Мбит/с, флаг ошибки сообщения.

SyncCorr — этот элемент выполняет синхронизацию сообщения. Положительная корреляция указывает, что следует сообщение. Индикатор опознает длинный или короткий пакет. Каждый корреляционный бит проверяется в отношении 56 нолей для короткой последовательности и 128 единиц для длинной последовательности. Параметры коррелятора приведены в таблице 18 (см. также пример packet_1mbps_Rcv.svu).

Коррелятор имеет два входа: синфазный канал модулированного сигнала со скоростью 11 Мбит/с и квадратурный канал модулированного сигнала со скоростью 11 Мбит/с, а также два выхода: индикатор корреляции и тип индикатора Long или Short SYNC.

OFDMPkt — этот элемент преобразует 48 пар синфазных и квадратурных подканалов в группы 64 комплексных подканалов OFDM. Добавляются четыре контрольных и 12 нулевых подканалов. Входные данные выбираются со скоростью 12?106 символов/с.

Сигнал на каждом входе квантуется и затем ограничивается для восстановления входных данных квадратурного и синфазного сигналов. Затем добавляются контрольные сигналы, чтобы сделать когерентное детектирование устойчивым к уходам частоты и фазовому шуму. Контрольные сигналы BPSK модулированы псевдослучайной последовательностью. Для каждого из 64 подканалов полярность контрольных сигналов управляется циклическим использованием следующей 127-элементной псевдослучайной последовательности:

Параметры элемента OFDMPkt приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Элемент OFDMPkt имеет два входа: синфазный сигнал и квадратурный сигнал, а также два выхода: подканал синфазной составляющей со скоростью 16×10⁶ символов/с и подканал квадратурной составляющей со скоростью 16×10⁶ символов/с.

OFDMDPkt — этот элемент использует группу 64 комплексных подканалов OFDM и создает 48 пар синфазных и квадратурных подканалов. Входные данные выбираются со скоростью 16×10⁶ символов/с. Сигналы каждого входа квантуются и затем ограничиваются для восстановления входных подканалов. Сорок восемь пар синфазных и квадратурных сигналов извлекаются для выходных данных. Параметры элемента OFDMDPkt приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Элемент OFDMDPkt имеет два входа: подканал синфазной составляющей сигнала и подканал квадратурной составляющей сигнала, а также два выхода: синфазный сигнал со скоростью 12×10⁶ символов/с и квадратурный сигнал со скоростью 12×10⁶ символов/с.

Ccoder — сверточный кодер с половинной скоростью. На вход поступают дискретные данные со скоростью передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит — 1, если входные данные достигают порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Кодер определен с 2-битными (дибитными) выходными данными для однобитных входных данных с длиной кодового ограничения K=7. Связи кодера описываются с помощью полиномиального генератора. Параметры сверточного кодера приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Сверточный кодер имеет один вход — биты сигнала и один выход — закодированные биты с удвоенной скоростью передачи данных стандарта 802.11a.

Puncture — пунктурный кодер. Этот элемент выполняет кодирование со скоростью 2/3 и 3/4 при последующей скорости сверточного кодера 1/2. Входные данные выбираются с удвоенной скоростью передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит является 1, если входные данные достигают порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Входные биты удаляются из выходных данных. Прореженные биты имеют выходные данные со скоростью, зависящей от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Принцип работы пунктурного кодера для скорости кодирования 2/3 иллюстрирует рис. 13. Параметры элемента Puncture приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Элемент Puncture имеет один вход — биты сигнала и один выход — прореженные биты.

Intrlvr — уплотнитель импульсных сигналов. Входные данные выбираются со скоростью, зависящей от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит — 1, если входные данные достигают порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Входные биты собраны в блок с разрядностью NCBPS (табл. 20), который находится как функция скорости передачи данных стандарта 802.11a. Уплотняемые блоком биты являются выходными данными с входной частотой выборки.

Параметры элемента Intrlvr приведены в таблице 19 (см. пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Элемент Intrlvr имеет один вход — биты сигнала и один выход — уплотненные биты.

BitToSym — этот элемент преобразовывает биты в символы. Входные данные выбираются со скоростью, зависящей от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит — 1, если входные данные достигают порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Биты сгруппированы в символы разрядностью NBPSC (табл. 20), которые находятся как функции скорости передачи данных. Самый ранний прибывающий бит становится старшим значащим битом символа и т. д. Полный символ на выходе имеет скорость 12×10⁶ символов/с. Параметры элемента BitToSym приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Элемент BitToSym имеет один вход — биты сигнала и один выход — символы со скоростью 12×10⁶ символов/с.

QamMap — этот элемент преобразовывает символы в квадратурные сигналы. Входные данные выбираются со скоростью 12×10⁶ символов/с, квантуются и затем ограничиваются для создания входного символа. Входной символ делится на наиболее значащую половину, которая несет выходные синфазные данные, и наименее значащую половину с выходными квадратурными данными. (См. отображение синфазных и квадратурных символов в таблице 21 для QPSK-модуляции, в таблице 22 — для модуляции 16-QAM и в таблице 23 — для модуляции 64-QAM.) Параметры элемента QamMap приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu)

Элемент QamMap имеет один вход — символьный сигнал и один выход — квадратурные символы со скоростью 12×10⁶ символов/с.

OFDM — модулятор OFDM. Входные данные выбираются со скоростью 16×10⁶ символов/с. Шестьдесят четыре составляющие преобразовываются во временной интервал, используя обратное БПФ (IFFT) с 64 точками (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Это устройство имеет два входа для подачи квадратурных составляющих модулирующего напряжения и два выхода для съема квадратурных составляющих модулированного напряжения.

OFDDemod — демодулятор OFDM. Этот элемент берет символ OFDM и создает группу 64 комплексных составляющих OFDM. Выходные данные имеют скорость 16×10⁶ символов/с (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Это устройство имеет два входа для подачи квадратурных составляющих модулированного напряжения и два выхода для съема квадратурных составляющих демодулированного напряжения.

QamDeMap — преобразовывает синфазный и квадратурный сигналы в символы. Входные сигналы выбираются со скоростью 12&times10⁶символов/с. Входные данные квантуются и затем ограничиваются для создания входного синфазного и квадратурного сигналов. Синфазный сигнал формирует наиболее существенную половину символа, а квадратурный сигнал формирует наименее существенную половину символа (табл. 21–23). Параметры элемента QamDeMap приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Это устройство имеет два входа для подачи квадратурных составляющих и один выход для съема символов со скоростью 12×10⁶ символов/с.

SymToBit — этот элемент преобразовывает символы в биты. Входные данные выбираются со скоростью 12×10⁶ символов/с. Входные данные квантуются и затем ограничиваются для создания входного символа. Старший значащий бит символа первый на выходе и т. д. Скорость битов на выходе зависит от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Параметры элемента SymToBit приведены в таблице 24 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Устройство SymToBit имеет один вход для подачи входных символов и один выход для съема разуплотненных битов.

Описание функциональных элементов группы 3

В группу 3 входят элементы, используемые для моделирования беспроводных сетей стандарта 802.11а.

Dintrlvr — этот элемент обеспечивает выполнение операций, обратных выполняемым элементом Interleaver. Входные данные выбираются со скоростью, зависящей от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит — 1, если входной сигнал достигает порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Входные данные проходят через задержку для синхронизации уплотненных блоков и затем собираются в блоки с разрядностью NCBPS для разуплотнения. NCBPS находится как функция скорости передачи данных стандарта 802.11a (табл. 20). Биты на выходе элемента Dintrlvr имеют частоту выборки, как на входе. Параметры элемента Dintrlvr приведены в таблице 24 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Устройство Dintrlvr имеет один вход для подачи битов сигнала и один выход для съема разуплотненных битов.

DePnctre — этот элемент выполняет операцию, обратную операции прореживания. Входные данные выбираются в зависимости от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит равен 1, если входные данные достигают порогового уровня 0,5 В, иначе входной бит — 0. Параметры элемента DePnctre приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Устройство DePnctre имеет один вход для подачи битов сигнала и один выход для съема разуплотненных битов с удвоенной скоростью передачи данных стандарта 802.11a.

Cdecoder — сверточный программный декодер с половинной скоростью (осуществляет декодирование по алгоритму Витерби). Входные данные являются выборками с удвоенной скоростью передачи данных стандарта 802.11a. Offset используется, чтобы определить первый достоверный входной бит к декодеру. Параметры сверточного декодера приведены в таблице 25 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Сверточный декодер имеет один вход для подачи битов сигнала и один выход для съема декодированных битов со скоростью передачи данных стандарта 802.11a.

Mod — этот элемент создает OFDM-символы. Входные данные выбираются со скоростью передачи данных стандарта 802.11a. Входной бит является 1, если входные данные превышают пороговое значение 0,5 В, в противном случае входной бит — 0. Серия битов обрабатывается в потоке OFDM-символов. Полная многократная обработка требует элементов CCoder, Puncture, Intrlvr, BitToSym, QamMap, OFDMPkt и OFDM.

Для скорости передачи данных 6 и 9 Мбит/с стандарта 802.11a используется BPSK-модуляция, поэтому элементы BitToSym и QamMap не используются. Для скорости передачи данных 9, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с стандарта 802.11a скорость кодирования 1/2, поэтому элемент Puncture не используется.

Выходные данные блока Interleaver имеют скорость, зависящую от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Выходные данные сверточного кодера имеют удвоенную скорость передачи данных стандарта 802.11a. Эти промежуточные выходные данные используются для синхронизации элементов Interleaver и Deinterleaver и для запуска сверточного декодера. Параметры модулятора приведены в таблице 19 (см. также пример Chain80211a_36Mbps).

Модулятор имеет один вход для подачи бинарного сигнала и четыре выхода: синфазная составляющая OFDM со скоростью 20×10⁶ символов/с, квадратурная составляющая OFDM со скоростью 20×10⁶ символов/с, выход блока уплотнителя и выход сверточного кодера.

DeMod — этот элемент из потока OFDM-символов создает поток битов. Входные данные выбираются со скоростью 20×10^{6 символов/с. Последовательность OFDM-символов обрабатывается как поток битов. Полная последовательность процесса обработки требует элементов OFDDemod, OFDMDPkt, QamDeMap, SymToBit, Dintrlvr, DePnctre и CDecoder. Для скорости передачи данных 6 и 9 Мбит/с стандарта 802.11a используется BPSK-модуляция, поэтому элементы SymToBit и QamDeMap не используются. Для скорости передачи данных 9, 18, 36, 48 и 54 Мбит/с стандарта 802.11a скорость кодирования — 1/2, поэтому элемент DePnctre не используется.}

Входные данные блока Deinterleaver имеют скорость, которая зависит от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Входные данные сверточного декодера имеют удвоенную скорость, зависящую от скорости передачи данных стандарта 802.11a. Эти промежуточные выходы используются для синхронизации элементов Interleaver и Deinterleaver. Параметры декодера приведены в таблице 26 (см. также пример Chain80211a_36Mbps.svu).

Декодер имеет два входа: синфазная составляющая OFDM-сигнала, квадратурная составляющая OFDM сигнала, а также три выхода: биты со скоростью передачи данных стандарта 802.11a, вход блока Deinterleaver и вход сверточного декодера.

Пример схемы сети стандарта 802.11а со скоростью 36 Мбит/с приведен на рис. 14. Результаты моделирования — на рис. 15.

S_802.11a — этот элемент обеспечивает передачу сообщения OFDM PHY. Основные параметры сообщения приведены в таблице 27. Параметры элемента S_802.11a приведены в таблице 28 (см. также пример PPDU80211a_36Mbps.svu).

Элемент S_802.11a не имеет входов и имеет три выхода: синфазная составляющая OFDM-сигнала, квадратурная составляющая OFDM-сигнала и PSDU со скоростью передачи данных стандарта 802.11a.

R_80211a — этот элемент обеспечивает получение сообщений уровня OFDM PHY. Параметры элемента R_80211a приведены в таблице 29 (см. также пример PPDU80211a_36Mbps.svu).

Это устройство имеет два выхода: синфазная составляющая OFDM-сигнала и квадратурная составляющая OFDM-сигнала, а также три выхода: PSDU-биты со скоростью передачи данных стандарта 802.11a, биты SERVICE со скоростью передачи данных стандарта 802.11a и сообщение SIGNAL со скоростью 6 Мбит/с.

Литература

1. Разевиг В. Д., Лаврентьев Г. В., Златин И. Л. SystemView — Средство системного проектирования радиоэлектронных устройств / Под ред. В. Д. Разевига. М.: Горячая линияТелеком. 2002.
2. Златин И. Новые возможности SystemView // Компоненты и Технологии. 2003. № 1.
3. Разевиг В. Д. Златин И. Л. Новые возможности SystemView // EDA Express. М.: Издательство ОАО «Родник Софт». 2003. № 7.
4. Златин И. Пользовательские библиотеки и библиотека CDMA в SystemView // Компоненты и Технологии. 2003. № 8.
5. Скляр Б. Цифровая Связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е издание. Пер. с англ. М.: Издательский дом «Вильямс». 2003.
6. Пахомов С. Технологии беспроводных сетей семейства 802.11 // Компьютер Пресс. 2003. № 5.