所属方向:L5 PHY 基带。本篇按接收顺序解释:从天线收到一段未知的波形,到拿到可以送进译码器的软比特,中间要完成的每一步“对准”。

分组检测 Packet Detection

  • 原理:利用 L‑STF 每 0.8 µs 重复一次的特点,计算接收信号与自身延迟 0.8 µs 版本的自相关。有包到来时,相关值会出现一个平台(Schmidl‑Cox 类算法)。
  • 指标:检测灵敏度(在多低的 SNR 下仍能发现包)与虚警率之间折中;也决定了 CCA 的前导检测门限(−82 dBm @20 MHz)。

AGC 自动增益控制

  • 原理:接收信号强度的动态范围可达约 80 dB。AGC 在 L‑STF 的几微秒内快速调整 LNA / VGA 增益,使 ADC 输入落在最佳范围:既不削顶饱和,也不被量化噪声淹没。HE/EHT‑STF 处再做一次细调。
  • 难点:时间极短,还要避开强邻道干扰导致的误调。

CFO 载波频偏估计与补偿

  • 原理:收发两端晶振的频率误差(Wi‑Fi 要求 ±20 ppm)造成载波频偏,在 5.8 GHz 下单端可达约 ±116 kHz。频偏会让所有子载波一起旋转,并破坏正交性(产生 ICI)。
  • 估计:先用 L‑STF 的重复结构估粗频偏(范围大、精度低),再用 L‑LTF 的两个重复长符号估精频偏(范围小、精度高),然后在时域乘以反向旋转补偿。

符号定时同步 Timing Synchronization

  • 原理:确定 FFT 窗口的起点。窗口若落在 GI 以内,只会造成可在频域补偿的线性相位;若越过 GI,就会引入符号间干扰。通常用 L‑LTF 的互相关找精确的起始点,并略微提前,把窗口留在 GI 的安全区内。

信道估计 Channel Estimation

  • 原理:LTF 在每个子载波上发送已知符号 ,接收到 ,于是 (最小二乘估计)。MIMO 下每个空间流发一组 LTF,按 P 矩阵正交编码,解出完整的 矩阵。
  • 增强:频域平滑(相邻子载波信道相关)、时域加窗去噪;高速移动场景需要在数据段插入“中导”(Midamble,11ax 支持)重新估计。

导频相位跟踪 Pilot Tracking(CPE / SFO)

  • 原理:数据符号中嵌有已知的导频子载波。残余频偏和相位噪声会让每个符号整体旋转一个公共相位(CPE,Common Phase Error);采样频率偏差(SFO)会让相位随子载波序号线性变化。接收端逐符号用导频估计并补偿这两项。
  • 重要性:阶数越高的 QAM,允许的相位误差越小。4096‑QAM 的相邻星座点角度差很小,残余相位误差是主要瓶颈之一。

均衡 Equalization

  • 原理:单天线时每个子载波做一次复数除法 ;多天线时就是 MIMO 检测(见 MIMO 与波束成形)。

CSI 信道状态信息

  • 原理:信道估计的结果(每个子载波、每对收发天线的复数增益 )就是 CSI。它描述环境的多径结构。
  • 两种用途:
    • 对通信:用于波束成形反馈和速率选择。
    • 对感知:人体移动会改变多径,CSI 随之变化,这是 Wi‑Fi 感知的基础,见 WLAN 感知。

RSSI 与 SNR

  • RSSI:接收信号强度指示,反映总功率(含噪声和干扰),实现与厂商相关。
  • SNR / SINR:信号与噪声(加干扰)之比,才真正决定能用多高的 MCS。数据手册中的“接收灵敏度”是指某 MCS 在 10% PER 下的最低输入功率,例如 802.11be 对 4096‑QAM(MCS 13)在 20 MHz 下的最低灵敏度要求约为 −49 dBm,带宽每翻一倍放宽约 3 dB。

CCA 空闲信道评估

  • 原理:物理层告诉 MAC 层信道“忙”还是“闲”。
    • 前导检测:识别到 Wi‑Fi 前导即判忙(主 20 MHz 门限 −82 dBm)。
    • 能量检测:非 Wi‑Fi 信号超过约 −62 dBm 判忙。
  • 与空间复用的关系:OBSS/PD 就是在满足条件时有意抬高前导检测门限,见 OFDMA 调度与空间复用。