傳輸技術(shù)要求2015-03-26發(fā)布2015-06-26實(shí)施I前言 Ⅲ 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ) 14技術(shù)內(nèi)容 24.1系統(tǒng)架構(gòu) 24.2物理層技術(shù)要求 附錄A(規(guī)范性附錄)MAC層技術(shù)要求 附錄B(規(guī)范性附錄)射頻技術(shù)要求 附錄C(規(guī)范性附錄)天線技術(shù)要求 ⅢDB44/T1565—2015本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中山大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、中山大學(xué)國(guó)光電子與通信研究院、中山大學(xué)花都產(chǎn)業(yè)科技研究院。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：譚洪舟、徐永鍵、陸許明。本標(biāo)準(zhǔn)為首次發(fā)布。1DB44/T1565—201范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了ISM2.4GHz頻段數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢韺拥南嚓P(guān)要求、方法和參數(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)適用于各種形式的ISM2.4GHz頻段物理層數(shù)據(jù)傳輸。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB15629.1104-2006信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分：無(wú)線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范2.4GHz頻段更高數(shù)據(jù)速率擴(kuò)展規(guī)范ISO/IEC/IEEE8802-11-2012信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要—Telecommunicationsandinformationexchangebetweensystems—Localandmetropolitanareanetworks—Specificrequirements—Part11:WirelessLANMediumAccessControl(MAPhysicalLayer(PHY)specifications)IEEEStd802.11ac-2013信息技術(shù)系統(tǒng)間遠(yuǎn)程通信和信息交換局域網(wǎng)和城域網(wǎng)特定要求第11部分：無(wú)線局域網(wǎng)媒體訪問(wèn)控制和物理層規(guī)范修訂4:6GHz以下頻段甚高吞吐量的增強(qiáng)操作(IEEEStandardforInformationtechnology—TelecommunicatisystemsLocalandmetropolitMediumAccessControl(MAC)andPhysicalLayer(PHY)Specifications—Amendment4:Enhancements3術(shù)語(yǔ)、定義和縮略語(yǔ)3.1術(shù)語(yǔ)和定義GB15629.1104-2006界定的及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1.1的編碼。前導(dǎo)序列preamblesequence位于數(shù)字信令前部，用以保證收端建立位同步和克服濾波器建立時(shí)間影響的碼組。2DB44/T1565—20153.1.3對(duì)數(shù)據(jù)作隨機(jī)化處理以避免出現(xiàn)連續(xù)相同的碼元。3.1.4信道編碼channelcoding提高通信性能而設(shè)計(jì)的信號(hào)變換，以使傳輸信號(hào)更好地抵抗各種信道損傷的影響。3.1.5發(fā)送端從經(jīng)過(guò)信道編碼處理后的碼序列中刪除某些特定的碼元，接收端接收后在相應(yīng)的位置填充虛設(shè)碼元，以實(shí)現(xiàn)不同的傳輸碼率。3.1.6發(fā)送端將數(shù)據(jù)的碼元位置交織改變，接收端再恢復(fù)碼元位置，以避免數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)耐话l(fā)性差錯(cuò)。3.1.7波束成形beamforming從傳感器陣列重構(gòu)源信號(hào)，通過(guò)增加期望信源的貢獻(xiàn)或抑制干擾源實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分離。3.1.8導(dǎo)頻pilotfrequency調(diào)制的固定子載波，以防止頻譜偏移及加強(qiáng)自相關(guān)檢測(cè)的性能。下列縮略語(yǔ)適用于本文件：BPSK:二進(jìn)制相移鍵控(BinaryPhaseShiftKeying)IDFT:離散傅里葉逆變換(InverseDiscreteFourierTransform)ISM:工業(yè)的、科學(xué)的、醫(yī)學(xué)的(IndustrialScientificMedical)MAC:媒體訪問(wèn)控制(MediumAccessControl)MIMO:多輸入多輸出(Multiple-InputMultiple-Output)OFDM:正交頻分復(fù)用技術(shù)(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)QAM:正交振幅調(diào)制(QuadratureAmplitudeModulation)QPSK:正交相移鍵控(QuadraturePhaseShiftKeying)STBC:空時(shí)分組編碼(Space-timeBlockCoding)4技術(shù)內(nèi)容4.1系統(tǒng)架構(gòu)ISM2.4GHz頻段數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(如圖1)由任意一組發(fā)送端和接收端以及傳輸信道組成。設(shè)備的應(yīng)用程序應(yīng)采用本標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議棧。3工作站A工作站B圖12.4GHz數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)架構(gòu)終端設(shè)備發(fā)送端結(jié)構(gòu)如圖2所示，主要由物理層、MAC層(按附錄A的規(guī)定執(zhí)行)和射頻(按附錄B的規(guī)定執(zhí)行)三部分組成。設(shè)備工作在2.4GHz頻段，在物理層使用MIMO技術(shù)發(fā)送接收固定幀格式的信息，最高可提供1Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。設(shè)備也可以作為多點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)接入點(diǎn)。調(diào)制調(diào)制MAC調(diào)制野余信道編碼加擾插入導(dǎo)頻插入導(dǎo)頻前導(dǎo)序列插入導(dǎo)頻串并轉(zhuǎn)換射頻交織交織交織射頻加窗加窗射頻加窗圖2發(fā)送端結(jié)構(gòu)框圖4.2物理層技術(shù)要求4.2.1物理層概述物理層主要包括前導(dǎo)碼、擾碼、卷積編碼、刪余編碼、交織、QAM調(diào)制、STBC、IDFT、插入導(dǎo)頻和加窗。速率匹配的二進(jìn)制數(shù)據(jù)在物理層中經(jīng)過(guò)擾碼、信道編碼、調(diào)制映射，產(chǎn)生基帶信號(hào)后，用合適的帶寬射頻發(fā)送，發(fā)送天線的技術(shù)要求按附錄C的規(guī)定執(zhí)行。4.2.2物理層基本要求物理層應(yīng)滿足如下要求：a)采用固定幀傳輸格式，能在整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)廣播；b)能調(diào)整調(diào)制方式/編碼速率和發(fā)送功率實(shí)現(xiàn)鏈路自適應(yīng)，能使用波束賦形發(fā)送；c)支持終端非連續(xù)接收；d)可合并處理多個(gè)信道傳輸信息；e)收發(fā)控制信息。4.2.3前導(dǎo)碼發(fā)送數(shù)據(jù)應(yīng)以幀為發(fā)送單位，每一幀的頭部應(yīng)有前導(dǎo)碼，以便接收端實(shí)現(xiàn)幀同步和符號(hào)同步。本標(biāo)準(zhǔn)不定義前導(dǎo)碼的具體格式。44.2.4加擾數(shù)據(jù)在進(jìn)行信道編碼之前應(yīng)先經(jīng)過(guò)擾碼處理，以避免出現(xiàn)長(zhǎng)串的0或1。本標(biāo)準(zhǔn)不定義具體的擾碼方式，但宜采用擾碼多項(xiàng)式：S(X)=X?+X?+1 X——七位寄存器中第n位的當(dāng)前狀態(tài)，n=1,2,3…7;X——寄存器第7位的當(dāng)前狀態(tài)；X?——為寄存器第4位的當(dāng)前狀態(tài)。擾碼器結(jié)構(gòu)如圖3所示：圖3擾碼器結(jié)構(gòu)4.2.5信道編碼本標(biāo)準(zhǔn)推薦采用卷積碼作為信道編碼，不定義卷積編碼的具體格式，但編碼宜采用(2,1,7)卷積編碼，其生成多項(xiàng)式為G1=133g,G2=1718。其結(jié)構(gòu)如圖4所示：圖4(2,1,7)卷積編碼器結(jié)構(gòu)A=S?+S?+S?+S?+S? (2)B=S?+S?+S?+S?+S? (3)5DB44/T1565—20154.2.6刪余編碼信道編碼后的數(shù)據(jù)可以經(jīng)過(guò)刪余編碼，以減少數(shù)據(jù)冗余，提高帶寬利用率。本標(biāo)準(zhǔn)支持的碼率包括4種：1/2,2/3,3/4,5/6。碼率為1/2不需要?jiǎng)h余處理，2/3,3/4可按照標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd802.11M-2012中的規(guī)定執(zhí)行，5/6可按照標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd802.117M-2012中.2的規(guī)定執(zhí)行，具體如圖5至圖7所示：刪余編碼源數(shù)據(jù)XoX1x2X3X4X5編碼后的數(shù)據(jù)比特丟棄后的數(shù)據(jù)被丟棄的比特被丟棄的比特AoBoA?A?B?|A?A?BAs圖52/3碼率刪余AoAo圖63/4碼率刪余刪余編碼源數(shù)據(jù)XoX1X2X3x4編碼后的數(shù)據(jù)比特丟棄后的數(shù)據(jù)A?A?A?A?|A4AoB?A?B?A?A被丟棄圖75/6碼率刪余6DB44/T1565—20154.2.7交織編碼編碼后的數(shù)據(jù)需要進(jìn)行交織處理，以避免突發(fā)的長(zhǎng)串誤碼導(dǎo)致譯碼失敗。交織處理宜采用以下交織規(guī)則。第一次交織規(guī)則如下：i=(NCBPsS/16)×(kmod16+floor(k/16)k=0,1 ,NBs-1...............(4)第二次交織規(guī)則如下：j=s×floor(i/s)+(i+NBPs-floor(16×i/NCBPS))modsi=0,1, ,NCBPs-1...........(5)NcBPS—單個(gè)0FDM符號(hào)中的比特?cái)?shù)；floor(*)——不超過(guò)括號(hào)內(nèi)值的最大整數(shù)；s的值由下式確定：s=max(NBpsc/2,1)...................................(6)4.2.8QAM調(diào)制本標(biāo)準(zhǔn)支持5種QAM調(diào)制方式為：BPSK、QPSK、16-QAM、64-QAM和256-QAM。編碼和交織后的二進(jìn)制串行輸入數(shù)據(jù)按數(shù)目為(1、2、4、6或者8)的比特為單位進(jìn)行分組，轉(zhuǎn)換星座點(diǎn)的復(fù)數(shù)。該轉(zhuǎn)換按照格雷碼星座圖映射，輸入比特b。為編碼流中的第一個(gè)數(shù)據(jù)，輸出d由所得復(fù)數(shù)值(I+jQ)乘d=(I+jQ)×kMOD...................................(7)歸一化因子kwo取決于基本調(diào)制模式，如表1所示。乘以歸一化因子的目的就是對(duì)于所有的映射可以取得相同的平均功率。調(diào)制方式BPSK1QPSK64-QAM256-QAM五種調(diào)制方式宜采用的編碼方式如表2至表6所示：輸入比特(b0)I路輸出Q路輸出0101007DB44/T1565—2015輸入比特(b?)I路輸出輸入比特(bi)Q路輸出001111輸入比特(bob)I路輸出輸入比特(b?b?)1133輸入比特(bb?b?)I路輸出輸入比特(b?b?b?)Q路輸出11335577輸入比特(bob?b?b?)I路輸出輸入比特(b?b?b?b?)Q路輸出113355778DB44/T1565—2015輸入比特(bb?b?b?)I路輸出輸入比特(b?b?b?b?)Q路輸出99相應(yīng)的星座圖以16-QAM為例，如圖8所示：●本標(biāo)準(zhǔn)支持選用多種傳輸帶寬切換技術(shù)。本標(biāo)準(zhǔn)可支持選用技術(shù)STBC(分組空時(shí)編碼)技術(shù)，通過(guò)時(shí)間和空間的分集，在不犧牲帶寬前提下提高系統(tǒng)的分集增益。STBC技術(shù)按照IEEEStd802.11nM-2009中9.7g的規(guī)定或IEEEStd802.11acM-2013中的9.15規(guī)定執(zhí)行。在發(fā)送數(shù)據(jù)中應(yīng)加入導(dǎo)頻，接收端可以利用導(dǎo)頻進(jìn)行信道估計(jì)和頻偏校正。本標(biāo)準(zhǔn)不定義具體的導(dǎo)頻類型。本標(biāo)準(zhǔn)不定義加窗的具體格式，但宜按照標(biāo)準(zhǔn)IEEEStd802.11a-2007的規(guī)定執(zhí)行。4.2.13傳輸單位長(zhǎng)度參數(shù)9DB44/T1565—2015本標(biāo)準(zhǔn)作出在發(fā)送端各個(gè)步驟對(duì)應(yīng)的傳輸單位長(zhǎng)度參數(shù)如表0所示，推薦參考使用。若數(shù)據(jù)流比特?cái)?shù)不滿足傳輸單位長(zhǎng)度參數(shù)值，在數(shù)據(jù)流后面補(bǔ)零處理，使數(shù)據(jù)流長(zhǎng)度與傳輸單位長(zhǎng)度匹配。其中，不定義空子載波在進(jìn)行IDFT時(shí)的具體位置，但推薦放置在直流位置和高頻位置。表7推薦參考的參數(shù)符號(hào)解釋R編碼碼率NBPSs每個(gè)空間流上每個(gè)單個(gè)子載波的編碼比特?cái)?shù)NcaS每個(gè)0FDM碼元的編碼比特?cái)?shù)NaBes每個(gè)0FDM碼元的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)NsD每個(gè)空間流的每個(gè)0FDM符號(hào)的復(fù)值數(shù)據(jù)的數(shù)目Nsp每個(gè)OFDM符號(hào)的導(dǎo)頻值的個(gè)數(shù)每個(gè)0FDM符號(hào)的空子載波的個(gè)數(shù)NraF?IDFT的點(diǎn)數(shù)具體的調(diào)制編碼方式對(duì)應(yīng)的參數(shù)如表8至表10所示：調(diào)制方式RNBPSSNaBPsNarsNsDNspNsvN?DP?BPSK14BPSK14QPSK24QPSK2444446464648256QAM848表940MHz帶寬下各種調(diào)制編碼方式對(duì)應(yīng)的參數(shù)調(diào)制方式RNBPSSNcBSNoBPsNsDNspNsvNIaFTBPSK16262646466666DB44/T1565—2015調(diào)制方式RNBScsNspNsvNIoF7668686調(diào)制方式RNassNasNoBSsNsDNsPNsNIaFTBPSK18QPSK28QPSK284848686868256QAM88256QAM88DB44/T1565—2015(規(guī)范性附錄)a)傳輸廣播系統(tǒng)控制信息；b)傳輸尋呼信息和系統(tǒng)信息改變通知消息；c)點(diǎn)到