2018低壓電力線高速載波通信互聯(lián)互通技術(shù)規(guī)范第4-1部分：物理層通信協(xié)議

4—1LowvoltagepowerlinehighspeedcommunicationinteroperabilitytechnicalspecificationPart41:PhysicallayerprotocolQ/GDWQ/GDW11612.41— 前 Q/GDWQ/GDW11612.41—Q/GDWQ/GDW11612.41—4-1DL/T Q/GDW Q/GDW protocoldatacentral代理協(xié)調(diào)器proxyAGC：自動(dòng)增益控制（AutomaticGainControl）BCD：二進(jìn)制碼十進(jìn)制數(shù)（BinaryCodedDecimal）CCO：中央?yún)f(xié)調(diào)器（CentralCOordinator）CRC：循環(huán)冗余校驗(yàn)（CyclicRedundancyCheck）FC：幀控制（FrameControl）FCCS：幀控制校驗(yàn)序列（FrameControlCheckSequence）FEC：前向糾錯(cuò)編碼（ForwardErrorCoding）FFT：快速傅里葉變換（FastFourierTransformation）FL：幀長(zhǎng)（FrameLength）ITU：國(guó)際電信聯(lián)盟（InternationalTelecommunicationUnion）LSB：最低位（LeastSignificantBit）PBB：物理塊體（PHYBlockBody）PBH：物理塊頭（PHYBlockHeader）PBCS：物理塊校驗(yàn)序列（PHYBlockCheckSequence）PCO：代理協(xié)調(diào)器（ProxyCOordinator）PLC：電力線通信（PowerLinePPDU：物理層協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PhysicalLayerProtocolDataUnit）RI：滾降間隔（RolloffInterval）RIFS：回應(yīng)幀間隔（ResponseInterFrameSpace）SNID：短網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符（ShortNetworkIdentifier）SNR：信噪比（Signal-to-NoiseRatio）SOF：幀起始（StartofFrame）TDMA：時(shí)分多址（TimeDivisionMultipleAccess）TEI：終端設(shè)備標(biāo)識(shí)（TerminalEquipmentIdentifier）1及信道交織和載荷分集拷貝后，和幀控制數(shù)據(jù)一起進(jìn)行星座點(diǎn)映射，映射后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)IFFT23OFDM符號(hào)時(shí)序1OFDM時(shí)間IFFT幀控制/IFFT12 時(shí)間載荷數(shù)據(jù)第34Turbo0418049，采用QSK個(gè)幀控1I256比特對(duì)于Q（25比特12載波的拷貝，即在有效子載波上順序填充的比特編號(hào)為（c128）od256，c的值順序從0到255。幀控制的第2I256比特19于Q256比特）643對(duì)于I路來(lái)說(shuō)，輸入的比特流（256比特）加上一個(gè)160的偏置拷貝到對(duì)應(yīng)的載波上；對(duì)于Q路來(lái)說(shuō)，輸入的比特流（256比特）加上一個(gè)32的偏置拷貝到對(duì)應(yīng)的載波上。幀控制的第4個(gè)符號(hào)，對(duì)于I路來(lái)說(shuō)，（25比特9Q256比特加上一個(gè)22：2OFDMIOFDMQOFDMIOFDMQcmod(c+128)mod(c+192)mod(c+64)modmod((NumCarriers-1)mod((NumCarriers-1)mod((NumCarriers-1)modOFDMIOFDMQOFDMIOFDMQ(c+160)mod(c+32)mod(c+96)mod(c+224)modmod((NumCarriers-1)mod((NumCarriers-1)mod((NumCarriers-1)mod2893到12QSK有112I路和Q1一致；347到12QSK1212I路和Q12一致。5S(x)x10x3

6Turbo載荷數(shù)據(jù)支持PB72，PB136，PB264，PB520四種模式。其中PB72，PB136，PB264Turbo編碼由2個(gè)相同的分量編碼器（ENC1，ENC2）組成，每輸入一對(duì)信息比特（u1u2），輸出系統(tǒng)比特（u1u2），和校驗(yàn)比特（pq）。Turbo編碼器架構(gòu)如圖7所示。7TurboENC1和ENC2使用8狀態(tài)編碼器，輸入數(shù)據(jù)流的第一個(gè)比特位映射到u1，第二個(gè)比特位映射到u2，以此類(lèi)推，在一個(gè)ENC中，每一對(duì)比特位對(duì)應(yīng)輸出一個(gè)校驗(yàn)位。校驗(yàn)（pq）的計(jì)算根據(jù)圖8確定。8ENC1/ENC2步驟1S0S01S02S03，為[000SNSN1SN2SN3。 0 PB_Size為16（用于幀控制），72，520時(shí)：M 0 1 PB_Size為136時(shí)：M PB_Size為264時(shí)：M1 S0'SNM（SN是行向量，實(shí)際中用一個(gè)查找表實(shí)現(xiàn)上式計(jì)算）SN'S0，從而可以得出輸出的Turbo編碼校驗(yàn)位。Turbourbourbo交織器長(zhǎng)度等于原始數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度的雙比特?cái)?shù)量，urbo交織的參數(shù)如表3定義，不同的B長(zhǎng)度，采用不B16幀控制，72，136B264B520五種。3Turbo物理塊（字節(jié)數(shù)S表長(zhǎng)度表長(zhǎng)度雙比特的交織長(zhǎng)度I(x)[S(xS()—查找表；N—查找表長(zhǎng)度；mod—模運(yùn)算；div—整除運(yùn)算。

divN)*NL]

L

x0,1,...,L

ifxmod2

IntData(2

Data(2I(x)ifxmod2

IntData(2x1)Data(2I

forx0,1,2,...,L

IntData(2

Data(2I IntData(2x1)Data(2I(x)1)()4PB16S5PB72S6PB136S7PB264S8PB520S91/2

Turbo編碼比特排列輸出，先依次輸出信息位，再輸出校驗(yàn)位。將urbo/4比特到區(qū)塊1（K4比特）到區(qū)塊2（/4比特）到區(qū)塊3K4比特）到區(qū)塊4/44123，第4440epSze(0epSze，2tepze，當(dāng)讀取K4]/epSze1步長(zhǎng)步長(zhǎng)epSze，讀取K4]/epSze(1，1epSze，12Sepie，…)為2epie從urboNK)/41NK)/42NK)/4比特到區(qū)塊3中，第四塊NK)/4比特到區(qū)塊4中，可以看作把校驗(yàn)比特存入一個(gè)NK)4行4列的矩陣，第1列代表區(qū)塊1，第2列代表區(qū)塊2，第3列代表區(qū)塊3，第4列代表區(qū)塊4。對(duì)于12碼率，校驗(yàn)比特的讀法與信息比特的讀法類(lèi)似，不同在于校驗(yàn)比特第一次讀從校驗(yàn)偏移參數(shù)oset定義的行開(kāi)始，步長(zhǎng)參數(shù)還是epSze，我們定義NK)4，第一輪讀出的行的順序?yàn)?oset，(oseSepize)modT，(ose2Stepze)modT，…)1epSze-1epize讀出Sepie行數(shù)據(jù)，共計(jì)讀取T行數(shù)據(jù)。對(duì)于1618碼率，每輪讀完不初始化行指針，而是從開(kāi)始持續(xù)讀取(ose，(osetepzemod，(ose2SepSze)modT…)T11物理塊大?。ㄗ止?jié)數(shù)121or3orb35orb2b37orb1b2b39or分集拷貝根據(jù)所選的模式中不同的拷貝次數(shù)，將原始數(shù)據(jù)按照載荷數(shù)據(jù)分集拷貝過(guò)程分別進(jìn)行處理。如果nData)表示信道交織器輸出的比特，分集拷貝輸出的比特序列OuDaa()將由下面得出。roupadtsNum據(jù)來(lái)自原始數(shù)據(jù)的第0adisNum-1個(gè)比特，第2個(gè)分集的數(shù)據(jù)來(lái)自原始數(shù)據(jù)的第adtsNum~2PadsNum-1個(gè)比特，依次類(lèi)推至第N個(gè)分集。若原始數(shù)據(jù)不夠pad填充，則對(duì)原始數(shù)據(jù)從頭開(kāi)始循9ValidCarrierNum21中通信頻段所支持的子載波數(shù)來(lái)表示可以傳數(shù)據(jù)的子UsedCarrierNum13UsedCarrierNumInterNumValidCarrierNum CarrierNumPerGroup

UsedCarrierNum BitsPerGroup

BPCUsedCarrierNumBPCCarrierNumPerGroupBitsInLastOFDM

BitsPerOFDM

DataBitsLenifBitsInLastOFDM==

BitsInLastOFDM=BitsPerOFDMBitsInLastGroup=BitsPerGroupBitsInLastGroup=BitsInLastOFDMBitsPerGroupBitsInLastOFDM- PadBitsNum=BitsPerGroup–ifGroupShiftNum(1)=(0);elseifCopyNum==2ifBitsInLastOFDM<=BitsPerGroup

elseififBitsInLastOFDM<=BitsPerGroupelseifBitsInLastOFDM<=2·BitsPerGroupelseifBitsInLastOFDM<=3·BitsPerGroup

elseififBitsInLastOFDM<=4·BitsPerGroup

elseififBitsInLastOFDM<=6·BitsPerGroup

elseififBitsInLastOFDM<=10·BitsPerGroupInterShiftStep= InterShiftStep= InterShiftStep=

InterShiftStep=InterShiftStep=InterShiftStep=成方式如下所示（Matlabcode）：forK=IfInterShiftStep==M=N=floor(CarrierNumPerInter/M);InterPad=CarrierNumPerInter-M*N;matrix=zeros(N,M);fori=matrix(i,:)=InterInAddr((i-ifInterPad~=fori=ififInterPadouttmp=circshift(outtmp',2*(K-1)*InterShiftStep)';InterOutAddr(:,K)=outtmp';中的所有數(shù)據(jù)(BitsPerGroup)，I1表示InterOutAddr中的第一組交織器生成的載波地址。例如，若按照Group的循環(huán)移位參數(shù)為GroupShiftNum(1,2,3,4)=(0,0,1,1Group需要兩個(gè)交織器在第一次分集中，每個(gè)Group中的數(shù)據(jù)分別采用2個(gè)交織器進(jìn)行交織，交織參數(shù)為InterOutAddr(:,1)和InterOutAddr(:,2)，交織后的結(jié)果為G1(I1)、G1(I2)，并且G1(I1)、G1(I2)按照GroupShiftNum[1]=0按在第二次分集中，每個(gè)Group中的數(shù)據(jù)分別采用2個(gè)交織器進(jìn)行交織，交織參數(shù)為InterOutAddr(:,3)和InterOutAddr(:,4)，交織后的結(jié)果為G1(I3)、G1(I4)，并且G1(I3)、G1(I4)按照GroupShiftNum[2]=0，在第三次分集中，每個(gè)Group中的數(shù)據(jù)分別采用2個(gè)交織器進(jìn)行交織，交織參數(shù)為InterOutAddr(:,5)和InterOutAddr(:,6)，交織后的結(jié)果為G1(I5)、G1(I6)，并且G1(I5)、G1(I6)按照GroupShiftNum[3]=1，在第四次分集中，每個(gè)Group中的數(shù)據(jù)分別采用2個(gè)交織器進(jìn)行交織，交織參數(shù)為InterOutAddr(:,7)和InterOutAddr(:,8)，交織后的結(jié)果為G1(I7)、G1(I8)，并且G1(I7)、G1(I8)按照GroupShiftNum[4]=1，10QPSKBPSK、14基本模式/15（-----

IQ--17載波頻率相位載波頻率率率--Q/GDWQ/GDW11612.41— Q/GDWQ/GDW11612.41—載波頻率相位載波頻率率率 載波頻率相位載波頻率率率載波頻率相位載波頻率率率181/ 1/11103/

SsynCPn

cos 8k

0nN

1N

j2

xn Xk Nk

0nN

ifkC 0kN

n103/20 ReIFFTXk

19載波頻率載波載波頻率載波率載波率--Q/GDWQ/GDW11612.41—表19（續(xù)Q/GDWQ/GDW11612.41— 載波頻率載波載波頻率載波率載波率載波頻率載波載波頻率載波率載波率Q/GDWQ/GDW11612.41— Q/GDWQ/GDW11612.41— 載波頻率載波載波頻率載波率載波率載波頻率載波載波頻率載波率載波率20wfallQ/GDWQ/GDW11612.41— Q/GDWQ/GDW11612.41— wfallwfallwfallwfall不與任何信號(hào)重疊，其后部的RIwfall[n并與幀控制第一個(gè)OFDM符號(hào)的前部的RI個(gè)數(shù)據(jù)乘塊和它的循環(huán)前綴的整個(gè)OFDM符號(hào)，每個(gè)OFDM符號(hào)的前部的RI個(gè)數(shù)據(jù)乘以wrise[n]和它前面一個(gè)OFDM符號(hào)的后部的RIwfall[n，作加法累加到一起，就是前后OFDM符號(hào)有重疊，最后一個(gè)OFDM符號(hào)的后部的RI