第二章 MIMO-OFDM 系統介紹
2.3 IEEE 802.11n Preamble 格式介紹
圖 2.3.1 20MHz 的 Preamble 格式 Preamble 的功能包含以下：
1. 封包偵測(Start-of-Packet detection) 2. 自動增益控制(AGC)
3. 粗略頻率偏移估計(Coarse Frequency Offset Estimation) 4. 粗略時序估計(Coarse Timing Offset Estimation)
5. 精準時序估計(Fine Timing Offset Estimation)
6. 精準頻率偏移估計(Fine Frequency Offset Estimation) 7. 通道估計(Channel Estimation)
如圖 2.3.1 所示，為了使 802.11n 的實體層封包可以相容於傳統的 802.11a 與 ERP 802.11g，因此在封包的一開頭會加入舊式的 preamble(L-STF, L-LTF, L-SIG)。如此一來，當傳統單天線的接收機收到 11n 的封包時，也 可以順利的解開 L-SIG 並作適當的處理。
以下我們簡稱 11n 的傳送接收配備為高速(High Throughput)儀器。通常 高速接收機並無法事先預知其接收到的封包是傳統單天線的封包或是 11n
L-STF L-LTF L-SIG HT-SIG HT-STF HT-LTF HT-LTF HT-DATA
8us 8us 4us 8us 2.4us 7.2us 4us
HT 20MHz PPDU
L-STF L-LTF L-SIG L-DATA
8us 8us 4us
Legacy 20MHz PPDU
This part of the HT premable is identical to the Legacy preamble
This part of the HT premable is specific to HT reception
an auto-detect of the HT PPDU is required at this boundary
L-STF L-LTF L-SIG HT-SIG HT-STF HT-LTF HT-LTF HT-DATA
8us 8us 4us 8us 2.4us 7.2us 4us
HT 20MHz PPDU
L-STF L-LTF L-SIG L-DATA
8us 8us 4us
Legacy 20MHz PPDU
This part of the HT premable is identical to the Legacy preamble
This part of the HT premable is specific to HT reception
an auto-detect of the HT PPDU is required at this boundary
的封包。因此，高速接收機必須要能判別在 L-SIG 之後是 L-DATA 或是 HT-SIG。在此，Preamble 的設計提供了兩個方案使得高速接收機可以判別 出 L-DATA 或是 HT-SIG：(1)將 HT-SIG 以 BPSK 星狀圖傳送，且其對應的 軸為正交軸(Quadrature Axis)，如圖 2.3.2。(2)從 L-SIG 到 HT-SIG 會反轉 Pilot 的極性。如此一來，高速接收機便可以輕易的分辨出接收到的封包是 個缺點。換句話說，HT-STF 只是單純為了做 MIMO AGC 所設計。L-STF 與 L-LTF 在以前的單天線系統已經是大家所熟知的，可以在[11]找到相關 資訊，其功能與細節便不再贅述。以下我們將從 HT-SIG，HT-STF 與 HT-LTF 開始討論。
¾ HT-SIG
由圖 2.3.3 可知，此欄位包含許多 HT 實體層的資訊，包含調變資訊 (Modulation Coding Scheme, MCS)，進階編碼以及頻寬選擇等。對於實 體層的訊號處裡而言，都是非常重要的，詳細功用可參考[9]。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 MCS (7 bits) HTLENGTH (12 bits)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 SIGNAL TAIL (6 bits)
Transmit Order
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
ADV CODING (1bit) NUMBER HT-LTF (2 bit) SCRAMBLER INIT (2 bits)
CRC (8 bits)
HT-SIG1
HT-SIG2
SOUNDING PACKET (1 bit) SHORT GI (1 bit) RESERVED(1 bit) 20/40 BW(1 bit)
RESERVED(1bit) SIGNAL TAIL (6 bits)
Transmit Order
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
ADV CODING (1bit) NUMBER HT-LTF (2 bit) SCRAMBLER INIT (2 bits)
CRC (8 bits)
HT-SIG1
HT-SIG2
SOUNDING PACKET (1 bit) SHORT GI (1 bit) RESERVED(1 bit) 20/40 BW(1 bit)
RESERVED(1bit)
0.8 sµ 1.6 sµ 0.8 sµ 3.2 sµ 3.2 sµ 0.8 sµ 3.2 sµ
們想達到的封包錯誤率(PER)，並且估計出來的通道也不會誤差太多。隨 著天線數目的增加，LTF 的數目也要隨著增加，並且在不同天線所傳送的 頻率會互相錯開，也就是可以在不受其他天線干擾的情形下估出完整的通 道。圖 2.3.6 是 TGn Sync 在 2005 年 5 月所訂出的規格，我們發現只有第 一組的 LTF 有重複的兩個 OFDM 符元，之後的便只有一個 OFDM 符元。
表 2.3.2 是不同天線間採用的 LTF 格式，之所以有不同的序列是為了要使 其時域的鋒均值比(Peak-to-Average Power Ratio, PAPR)最小。
圖 2.3.6 HT-LTF 在不同天線間的重複狀況
NTx=1 -28:28
HTL =[-1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, 1, 0, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, -1]
NTx=2 -28:28
HTL =[-1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, 0, -1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1]
NTx=3 -28:28
HTL =[1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, 0, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, 1]
NTx=4 -28:28
HTL =[1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, 0, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, -1, 1]
表 2.3.2 在 20MHz 不同傳送天線所採用的 LTF