Глава 3 Апробация реализованной подсистемы
3.1 Постановка задачи апробации
Целью лабораторных испытаний является подтверждение декодирования сообщений MAC уровня, получение сигнального созвездия, принимаемого OFDM сигнала при различных схемах кодирования и модуляции, получение пиков синхронизации автокорреляционной функции.
Первый эксперимент определяет работоспособность приемника и передатчика. Второй-работу модели приемника в реальной сети стандарта 802.11g
3.1.1 Задачи эксперимента 1
Реализовать передачу данных между приемником и передатчиком
Получить сигнальное созвездие принимаемого сигнала при различных схемах модуляции и кодирования
Получить графическое пиков автокорреляционной функции, при которых происходит кадровая синхронизация
Получить отображение спектра принимаемого OFDM сигнала.
Получить результаты подтверждения успешно переданного сообщения MAC уровня
3.1.2 Задачи эксперимента 2
Записать эфир в файл с расширением .dat при активной передаче данными между двумя роутерами.
Проанализировать эфир с помощью модели приемника в GNU Radio
Получить сигнальное созвездие анализируемого сигнала
Получить изображение пиков корреляции, по которым происходит кадровая синхронизация
Получить спектр анализируемого сигнала.
3.2 Эксперимент 1. Прием и передача данных с помощью программных моделей приемника и передатчика реализованных в gnu Radio
Для исследования процессов передачи и приема данных физического уровня стандартов 802.11a и 802.11g мы использовали SDR модели приемника и передатчика выполненных в программной среде GNU Radio.
Целью лабораторных испытаний является подтверждение декодирования сообщений MAC уровня, получение сигнального созвездия, принимаемого OFDM сигнала при различных схемах кодирования и модуляции.
В качестве проверочного сообщения MAC уровня мы передавали “Hello World” и три MAC адреса. Для этого в модели передатчика, в основных параметрах блока OFDM MAC мы указали три адреса (рис 3.1):
SRC- MAC адрес передающего устройства
DST- MAC адрес устройства назначения
BSS- широковещательный MAC адрес
Рисунок 3.1 Настройки параметра MAC адресов в блоке OFDM MAC
В настройках блока Message Strobe, в параметре Message PMT мы указали текстовое сообщение “Hello World”. Период передачи сообщения определяет параметр Period (ms). (см. рис.3.2).
Рисунок 3.1 Настройки параметров сообщения в блоке Message Strobe
Рис 3.3 Схема эксперимента
Для эксперимента мы использовали два ноутбука Lenovo G570 с установленным программным пакетом GNU Radio. Расстояние между приемной и передающей антенной составляло 4м. Данные передавались на частоте 2.44ГГц. Частота дискретизации составляла 2MГц
Результаты.
На рисунке 3.4 показан спектр принимаемого сигнала.
Рисунок 3.4 OFDM-спектр принимаемого сигнала
Рисунок 3.5 Нормированная корреляционная функция принимаемого сигнала и короткой настроечной последовательности.
Рисунок 3.6 Модуляция BPSK R=1/2
Рисунок 3.7 Модуляция BPSK R=3/4
Рисунок 3.8 Модуляция QPSK R=1/2
Рисунок 3.9 Модуляция QPSK R=3/4
При всех представленных выше схемах модуляции, мы успешно осуществляли прием сообщения MAC уровня (Рис 3.10).
Рисунок 3.10 Скриншот консоли при декодировании
сообщения и адресов MAC уровня.
Выводы
В ходе эксперимента мы наблюдали характерный OFDM спектр принимаемого сигнала, получили графическое отображение максимумов корреляционной функции, которые свидетельствуют о наличии синхронизации фреймов. Мы получили сигнальные созвездия принимаемых сигналов при различных схемах модуляции и кодирования. Результаты эксперимента подтверждают правильность передаваемых сообщений.