## 前导码和信令
OFDM 物理层(PHY)的 PPDU(物理层协议数据单元)格式包含以下实体信息:
- **PPDU 组成**:由 OFDM PHY preamble(前导码,12 个符号)、PHY header(头部)、PSDU(物理层服务数据单元)、tail bits(尾比特)和 pad bits(填充比特)构成。
- PHY preamble(前导码,12 个符号):
- **PHY Preamble** 用于同步,由 10 个短符号(t₁–t₁₀)和 2 个长符号(T₁、T₂)组成,后续接 SIGNAL 字段和 DATA 字段,总训练长度为 16 μs。
- 图 17-4 展示 OFDM 训练结构(即 PHY preamble),虚线边界表示因逆傅里叶变换周期性产生的重复。
- PHY header 字段:SIGNAL(信令)和 SERVICE 字段组成。
- SIGNAL(信令):
- **RATE(4 比特)**:编码数据速率,传达 PPDU 后续使用的调制类型和编码率。
- **LENGTH(12 比特)**:无符号 12 位整数,对 TXVECTOR 中 LENGTH 字段编码,最低有效位(LSB)优先传输。
- **Parity(1 比特)**:偶校验位(positive parity/even parity),对 bits 0–16 进行校验,保障数据传输的准确性。
- **Tail(6 比特)**:SIGNAL TAIL(6 比特,全 “0”)确保编码处理的完整性。用于特定编码流程的收尾处理。
- SERVICE(16 比特): 16 比特(bits 0–15),bit 0 优先传输。
- bits 0–6 设为 0,用于接收端解扰器同步;bits 7–15 保留(传输设 0,接收忽略),供未来扩展。
- 调制方式:
- **SIGNAL 部分**:LENGTH、RATE、保留比特、奇偶校验比特(附加 6 个零尾比特)构成独立 OFDM 符号,采用 BPSK 调制(编码率 R=1/2),确保传输鲁棒性。
- **DATA 部分**:PHY 头的 SERVICE 字段与 PSDU(附加 6 个尾比特和填充比特)作为数据部分,以 RATE 指示的调制方式传输,可能由多个 OFDM 符号组成。
- SERVICE 字段:
- 功能说明:
- SIGNAL 符号中的尾比特帮助接收端解码 RATE 和 LENGTH 字段,这两个字段是解码 PPDU 中 DATA 字段的关键。
- 通过预测 PPDU 持续时间增强 CCA(空闲信道评估)机制,若 STA 不支持数据速率,也可通过 RATE 和 LENGTH 字段内容判断。
## DATA字段
- **DATA 字段构成**:由 SERVICE 字段、PSDU、TAIL 比特(必要时含 PAD 比特)组成,所有比特需按 17.3.5.5 节要求加扰。
- 以SIGNAL(信令) RATE 指示的调制方式传输,可能由多个 OFDM 符号组成。
- SERVICE 字段:
- 16 比特(bits 0–15),bit 0 优先传输。
- bits 0–6 设为 0,用于接收端解扰器同步;bits 7–15 保留(传输设 0,接收忽略),供未来扩展。
- PPDU TAIL 字段:
- 6 位 0,用于使卷积编码器回归零状态,提升卷积解码器纠错性能(解码依赖后续比特,尾部后可能无可用比特)。通过将消息末尾 6 个加扰零比特替换为非加扰零比特生成。
- Pad bits(PAD):
- 确保 DATA 字段比特数为 N*CBPS*(OFDM 符号编码比特数,如 48、96 等)的倍数。通过公式计算
- $$
Nsym=[(16+8 * LENGTH+6)/Ndbps](OFDM 符号数)
$$
- $$
Ndata = (Nsym * Ndbps) (DATA 总比特数)
$$
- $$
Npad = Ndata - (16 + 8 * Length + 6)(填充比特数)
$$
- 填充比特设 0,与 DATA 字段其他比特一同加扰。
## TX-Vector
## PHY特性
这张图片介绍了 OFDM(正交频分复用)物理层(PHY)的相关特性:
- **获取方式**:静态的 OFDM PHY 特性通过 PLME - CHARACTERISTICS 服务原语提供。
- **特性表格**:
## 背景知识
### 加扰
**加扰**是一种对数据的处理机制,通过特定扰码序列与原始数据进行逻辑运算(如异或),改变数据比特的分布。其核心作用包括:
- **优化信号传输**:打破数据中连续的 “0” 或 “1”,避免长连比特,使信号频谱更均匀,提升传输稳定性,降低对同步精度的要求。
- **降低干扰影响**:改善信号的自相关特性,减少码间干扰,帮助接收端更准确地解析数据。
- **辅助数据保护**:一定程度上隐藏数据原始特征,增强传输过程中的保密性(虽非主要加密手段,但增加数据破解难度)。