IEEE 802.11 PHY and OFDM(1) - Packet Detection

Packet Detection

• 簡單來說，packet detection 就是「偵測開始收到封包的時間點」。
• 以下圖為例，對於我們肉眼來說，可以很明顯看出訊號開始明顯起伏的位置，但是對於機器不像我們可以用看的，那要如何分辨呢？
  • 最簡單的方法，就是我們可以訂定好一個門檻值，當訊號的強度超過門檻值，就可以視為開始收到封包的時間點。
  • 但是，問題在於「如何決定好的門檻值？」才能夠確認是真正開始收到封包的時間點。

• 一般來說，我們會用兩倍的 sliding window 來作 packet dection，而「最佳門檻值」的訂定取決於「收到的訊號強度」，請參考下圖。
  • $A_n$ 和 $B_n$ 為連續收到的兩段訊號，由此可以計算出接收到的訊號能量比 (power ratio) $M_n = A_n / B_n$。
  • 連續收到的兩段訊號的訊號能量比 (power ratio) $M_n$ 只要超過某個門檻值就視為「開始收到封包的時間點」。

Packet Detection in IEEE 802.11

• 在 IEEE 802.11 的標準中，定義每一個 packet 的起始會有一段「預備訊號 (preamble)」。其中，預備訊號 (preamble) 可以分為兩個部分，且這個兩個部分是完全相同的。

• 在作 packet detection 時，以 cross-correlation 的方式來偵測 preamble。
  • 使用兩倍大小的 sliding window 來接收訊號，並計算出這兩個 window 內訊號的自相關函數 (auto-correlation)。
  • 之所以要如此作 packet detection 是基於以下兩個重要的特性：
    1. 訊號干擾和預備訊號 (preamble) 之間是不相關的。
    2. 有效訊號和預備訊號 (preamble) 之間也是不相關的。

References

• 「無線訊號系統與實作 2018 - 林靖茹老師授課」Wireless Communication Systems 2018 @CS.NCTU

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