802.11n协议精读（3）PLCP Header 结构

PLCP 的全称是 Physical Layer Convergence Procedure，在接触标准时，你一定还会看到另外两个缩略词：PSDU（Physical Layer Service Data Unit）和 PPDU (Physical Layer Protocol Data Unit)。

很多人都会被这些缩略词搞迷糊（我最初学习时也是，傻傻分不清楚）。这里一句话总结它们三个的区别：PLCP 可以看成 PPDU 的 Header 部分，包含了 MCS，data rate 等信息，而 PSDU 是我们实际从 MAC 层得到的要传输的数据，PPDU 则是 PLCP+PSDU。

相比于 802.11a/g，802.11n 引入了 HT（High Throughput）的结构，见下图：

这里我们忽略 GreenField 的部分，这种帧结构几乎没有人使用，连 MATLAB 的仿真函数里也只支持 mixed mode 的形式。

我们先来复习一下 Non-HT 里各个部分的作用（对应 802.11 a/g），对应的 HT 部分的作用也类似。

L-STF（Legacy Short Training Field）有两种作用：

• Synchronization（同步）: The L-STF helps the receiver synchronize its timing with the incoming signal. It consists of a known and well-defined pattern that the receiver can detect and use as a reference to synchronize its clock with the transmitter's clock.
• Coarse Frequency Offset Estimation（频偏估计）: The L-STF assists the receiver in estimating the coarse frequency offset between its local oscillator and the transmitter's oscillator. Accurate frequency synchronization is essential for proper signal demodulation.

如下图所示，如果我们对于接收到的信号进行 cross-corrleation，下图里所示的波形，当出现这样的形状时，代表我们检测到了信号。（其中$S(i-m)$ 是我们已知的 STF 训练序列）。

L-STF（Legacy Short Training Field）作用如下：

The L-LTF follows the L-STF in the PLCP header and is primarily used for channel estimation. It helps the receiver estimate the characteristics of the wireless channel, such as multipath, fading, and other impairments. The L-LTF is designed to be longer in duration than the L-STF, providing more time for the receiver to analyze the channel response.

L-STF 的作用也如下图所示，能用于信道估计和粗频偏估计。

HT-STF 和 HT-LTF 的作用和 L-STF 和 L-LTF 的作用类似。我们先来看看标准里的描述：

相比于 802.11 a/g，802.11n 的 HT-STF 和 HT-LTF 作用基本和之前的类似，不同点是 HT-LTF 的个数会因为 Spatial Stream 的个数而变化。同时不难发现，在 HT-mixed mode 条件下也兼容了 802.11 a/g 的帧格式，能够更好地兼容使用旧标准的设备。

SIG Field 定义的参数就很多元化了，在 802.11n 中新引入了不少参数，也导致 HT-SIG Field 相比于 L-SIG 变得复杂了很多。

大家对比一下，有一个感觉即可，不需要去深究每个参数的含义。感兴趣的同学可以自行去浏览标准的相关部分。

Ref

• 802.11-2012 CH 20.3 HT PLCP sublayer (值得一看)
• 802.11n: A Survival Guide