所属方向:L5 PHY 基带。每个 Wi‑Fi 空口包(PPDU)都以前导开头。前导的作用是让接收端发现包、调好增益、对齐频率和时间、估计信道,并读出“这个包怎么解”。

PPDU 物理层协议数据单元

  • 原理:PPDU = 前导(Preamble)+ PHY 头(SIG 字段)+ 数据字段(承载 MAC 层的 PSDU / A‑MPDU)+ 可选的包扩展(PE)。
  • 格式按代际命名:Non‑HT(11a/g)、HT(11n)、VHT(11ac)、HE(11ax)、EHT(11be)、UHR(11bn)。每一代的前导都以 Legacy 部分开头,以保证旧设备能识别并退避。
  • HE / EHT 的子类型:SU、MU(下行多用户)、TB(Trigger‑Based,上行响应触发帧)、ER SU(扩展距离)。

L‑STF 传统短训练字段

  • 结构:8 µs,由 10 个 0.8 µs 的重复短符号组成。
  • 用途:分组检测(自相关出现平台)、AGC 增益调整、粗频偏估计、粗定时。

L‑LTF 传统长训练字段

  • 结构:8 µs,包括 1.6 µs GI 加上 2 个 3.2 µs 的已知长符号。
  • 用途:精细频偏估计(两个重复符号之间的相位差)、精确定时、Legacy 部分的信道估计。

L‑SIG 传统信号字段

  • 内容:速率与长度。新一代设备借用它表示整个 PPDU 的时长,让旧设备按此设置 NAV 退避,这就是“欺骗式”向后兼容。
  • RL‑SIG:HE / EHT 在 L‑SIG 之后重复一次 L‑SIG,用于自动检测格式和提高鲁棒性。

U‑SIG 通用信号字段

  • 原理(Wi‑Fi 7 引入):分为“版本无关”和“版本相关”两部分。版本无关部分的格式在 Wi‑Fi 7 之后保持不变,包含 PHY 版本号、带宽、UL/DL、BSS Color、TXOP 等。未来代际(Wi‑Fi 8、9)的设备只需改版本相关部分,旧设备仍能读懂基本信息。这是一种面向未来的设计。

HE‑SIG‑A / HE‑SIG‑B 与 EHT‑SIG

  • HE‑SIG‑A:Wi‑Fi 6 的公共参数(MCS、带宽、GI、BSS Color、空间复用参数等)。
  • HE‑SIG‑B / EHT‑SIG:多用户 PPDU 中的 RU 分配表和每个用户的参数(STA‑ID、MCS、空间流数、编码方式),按 20 MHz 内容信道分段编码。用户越多,这部分开销越大。
  • UHR‑SIG:Wi‑Fi 8 的对应字段,承载 UEQM、DRU 等新参数。

HE/EHT‑STF 与 HE/EHT‑LTF

  • STF:在宽带波束成形之后重新调整 AGC(因为预编码后的功率与 Legacy 部分不同)。
  • LTF:每个空间流一组(数量 ≥ 流数),用于 MIMO 信道估计;有 1×、2×、4× 三种压缩比,在开销与估计精度之间取舍。

包扩展 PE Packet Extension

  • 原理:在数据字段末尾附加 0–20 µs 的“空白时间”,给接收端更多处理时间(尤其是高阶 QAM、多流、宽带时的 LDPC 译码),避免 SIFS 内来不及回 ACK。

ELR PPDU 增强远距

  • 原理(Wi‑Fi 8):新的鲁棒 PPDU 格式,用更鲁棒的前导、低码率和功率提升来扩展覆盖边缘,目标是在 2.4/5 GHz 边缘场景比现有最低 MCS 多出几 dB 链路预算。

A‑PPDU 聚合 PPDU

  • 原理(Wi‑Fi 8 候选):在一次传输机会中把多个不同格式或参数的 PPDU 在频域 / 时域拼接发送,提升调度灵活性,减少重复前导开销。