Q／GDW 11612.41-2018  低压电力线高速载波通信互联互通技术规范 第4-1部分：物理层通信协议

顺控制的Turbo编码块长度为PB16，码率为1/2，最终Turbo输出为256比特。其中前128比特是信息 码，后面是校验码。 具体方法见5.1.5.3

5.1.4.3帧控制信道交织

顺控制的信道交织单元用于在多次拷贝和传送到信道之前，将Turbo编码器的输出比特位置进行随 机化。 具体方法见5.1.5.4

铁路标准5.1.4.4控制分集拷贝

顺控制的分集拷贝是为了下一步星座点映射的调制方式，将输入的256比特数据拷贝到频域子载波 上以便于后续星座映射。 对于频段0，帧控制的可用载波数为411，子载波编号从80到490，采用QPSK调制方式，有4个顿控 制符号。顿控制的第1个符号，对于I路来说，输入的比特流（256比特）按照顺序拷贝到对应的载波上： 对于Q路来说，输入的比特流（256比特）加上一个128的偏置拷贝到对应的载波上，直至完成本次可用 载波的拷贝，即在有效子载波上顺序填充的比特编号为（c+128）mod256，c的值顺序从0到255。帧控 制的第2个符号，对于路来说，输入的比特流（256比特）加上一个192的偏置拷贝到对应的载波上：对 于Q路来说，输入的比特流（256比特）加上一个64的偏置拷贝到对应的载波上。顺控制的第3个符号， 对于I路来说，输入的比特流（256比特）加上一个160的偏置拷贝到对应的载波上；对于Q路来说，输 入的比特流（256比特）加上一个32的偏置拷贝到对应的载波上。顿控制的第4个符号，对于I路来说， 渝入的比特流（256比特）加上一个96的偏置拷贝到对应的载波上；对于Q路来说，输入的比特流（256 比特）加上一个224的偏置拷贝到对应的载波上。详细定义如表2：

Q/GDW 11612 412018

此外，扩展频段1，控制的可用载波数为131，子载波编号从100到230，采用QPSK调制方式，有 12个顿控制符号。前4个顿控制符号的I路和Q路拷贝方式与频段0一致；顿控制的第5个符号，对于I路来 说，输入的比特流加上一个144的偏置拷贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入的比特流加上一个16 的偏置拷贝到对应的载波上；顿控制的第6个符号，对于I路来说，输入的比特流加上一个80的偏置拷贝 到对应的载波上，对于Q路来说，输入的比特流加上一个208的偏置拷贝到对应的载波上；帧控制的第7 个符号，对于I路来说，输入的比特流加上一个48的偏置拷贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入的 比特流加上一个176的偏置拷贝到对应的载波上；控制的第8个符号，对于路来说，输入的比特流加 上一个240的偏置拷贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入的比特流加上一个112的偏置拷贝到对应的 载波上。顺控制的第9个符号，对于I路来说，输入的比特流加上一个24的偏置拷贝到对应的载波上，对 于Q路来说，输入的比特流加上一个152的偏置拷贝到对应的载波上。顺控制的第10个符号，对于路来 说，输入的比特流加上一个184的偏置拷贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入的比特流加上一个56 的偏置拷贝到对应的载波上。帧控制的第11个符号，对于I路来说，输入的比特流加上一个136的偏置拷 贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入的比特流加上一个8的偏置拷贝到对应的载波上。帧控制的第

[Q/GDW 11612 412018

12个符号，对于路来说，输入的比特流加上一个40的偏置拷贝到对应的载波上，对于Q路来说，输入 的比特流加上一个168的偏置拷贝到对应的载波上。 另外，扩展频段2，顿控制的可用载波数为分别为89，子载波编号从32到120，采用QPSK调制方式， 有12个帧控制符号。12个顿控制的I路和Q路拷贝方式与频段1一致；而扩展频段3，顿控制的可用载波 数为分别为49，子载波编号从72到120，也采用QPSK调制方式，有12个顿控制符号。12个顿控制的I路 和Q路拷贝方式与频段1和频段2一致。

5.1.5.1载荷数据前向纠错码流程

载荷数据的前向纠错码由加扰、Turbo编码、信道交织和分集拷贝组成，其流程如图5所示。

5.1.5.2载荷数据扰码

图5载荷数据前向纠错码流程图

载荷数据流通过和一个由下面扰码多项式产生的重复伪随机噪声序列进行“异或”运算。

S(x) = x° + x +1

在开始处理每个PB时，扰码多项式的初始值全部设置为1，每输入一个数据比特，扰码多项式左移 位，并将它的第3位和第10位做异或运算，输出的结果与输入数据再做异或运算，即可得到输出数据 加扰实现流程如图6所示。

5.1.5.3载荷数据Turbo编码

5.1.5.3.1Turbo编码模式

5.1.5.3.2编码模块

Q/GDW11612.412018

图7Turbo编码器架构

ENC1和ENC2使用8状态编码器，输入数据流的第一个比特位映射到u,，第二个比特位映射到u 类推，在一个ENC中，每一对比特位对应输出一个校验位。校验（p，q）的计算根据图8确定

图8ENC1/ENC2编码架构

每个成员码编码器的具体算法如下： 步骤1为设置寄存器初始状态S0=[So1,So2,So3|，为[0,0,0]。 步骤2为输入信息比特至分量编码器（ENC2输入的是交织后的信息比特），直至最后一位，用于得 到编码结束的末状态SN=[SM,Sn2,SN3]。 步为定义钜陈M

[Q/GDW 11612 412018

5. 1.5.3.3Turbo 交织模块

表3Turbo交织参数表

Q/GDW11612.412018

式（3）中： DataO一交织器输入； IntDataO一交织器输出。 需要注意的是，当交织器输出地址为偶数时，对应的交织后的信息比特对的第0和第1比特要交换

表4PB16的S查找表

表5PB72的S查找表

表6PB136的S查找表

[Q/GDW 11612 412018

表7PB264的S查找表

表8PB520的S查找表

5.1.5.3.4打孔模块

打孔模块就是根据所需码率，对Turbo编码比特进行打孔输出。 信息位不做打孔处理，打孔模块只是对ENC1和ENC2输出的p和q奇偶位做打孔处理，并按原始顺序 写入到奇偶输出缓存。对于不同的码率，打孔模式如表9、表10所示。

表9码率为1/2时的打孔模式

10码率为16/18时的

p 1000000010000000 q 1000000010000000

Q/GDW11612.412018

打孔的具体算法流程： a）根据码率，设置打孔模式。 b 根据打孔模式，按从右（低位）到左（高位）顺序对Turbo编码比特中的校验比特进行打孔处 理，最后将打孔剩下的Turbo编码比特排列输出，先依次输出信息位，再输出校验位。

5.1.5.4载荷数据信道交织

5.1.5.4.1信道交织步骤

5.1.5.4.2信息码的交织

将Turbo编码输出的信息码写入矩阵存储空间中，编码器顺序输出信息比特的第一块（K/4比特）到 区块1中，第二块（K/4比特）到区块2中，第三块（K/4比特）到区块3中，第四块（K/4比特）到区块4 中，等价于把信息比特存入一个K/4行4列的矩阵，第1列代表区块1，第2列代表区块2，第3列代表区块3， 第4列代表区块4。进行交织时每行的4个比特同时读出。从矩阵读出数据时，首先从第0行开始，之后每 次读取首行地址增加一个读取步长StepSize，这样第一轮行地址读出顺序为(O，StepSize，2*StepSize，...) 当读取[K/4]/StepSize行后，就读到矩阵尾部，然后下一轮读取行首地址加1，之后每次读取行地址增加 步长步长StepSize，读取[K/4]/StepSize行后再次到达尾部，第二轮读取行地址顺序为(1，1+StepSize， 1+2*StepSize，...），然后第三轮行地址再加1为2，依次类推，经过StepSize轮之后全部行读取完毕。

5.1.5.4.3校验码交织

5.1.5.4.4信息码和校验码之间的交织

5.1.5.4.4信息码和校验码之间的交织

[Q/GDW 11612 412018

对于1/2码率，输出的前4比特为信息码，接着4比特为校验码，以此类推。对于16/18码率，首先是 3个4位的信息比特，然后是4位的校验比特 5个4位的信息比特，重复这一模式。

5.1.5.4.5半字节移位

半字节移位以4比特为单位进行移位，不论信息比特还是校验比特，每两个半字节调整一次顺序， 规则如表12所示。

上图中b0表示比特来自信息或者校验比特的区块1，以此类推，b1表示t来自区块2，b2表示来 3，b3表示来自区块4。比特串行输出时，4个比特中最左边的比特先输出，从左向右。

5.1.5.5载荷数据分集拷贝

1.5.5.1分集拷贝流程

5. 1. 5. 5. 2 参数定义

图9分集拷贝参数的图示

ValidCarrierNum：有效子载波数，根据表21中通信频段所支持的子载波数来表示可以传数据的子 载波数； UsedCarrierNum：分集拷贝模式实际使用的子载波数目，当UsedCarrierNum不等于ValidCarrierNum 时，选取低位编号子载波使用，未用子载波能量置为0。 CopyNum：数据的分集次数； BPC：每子载波调制的比特数； InterNum：交织器个数，与CopyNum和InterNumPerGroup的关系如见表13

表13分集次数与交织个数映射表

5. 1. 5.5. 3 变量计算

ValidCarrierNum UsedCarrierNum=InterNum InterNum UsedCarrierNum CarrierNumPerGroup CopyNum ValidCarrierNum CarrierNumPerlnter: InterNum

BitsPerOFDM=BPC×UsedCarrierNum BitsPerGroup=BPC×CarrierNumPerGroup

5.1.5.5.4参数运算

BitsInLastOFDM=BitsPerOFDM BitsInLastGroup=BitsPerGroup

[Q/GDW 11612 412018

GroupShiftNum (1)=(O); elseifCopyNum==2 ifBitsInLastOFDM<=BitsPerGroup GroupShiftNum(1, 2)=(0, 0); else GroupShiftNum(1, 2)=(0, 1); end elseifCopyNum==4 ifBitsInLastOFDM<=BitsPerGroup GroupShiftNum(1，2，3，4)=(0，0,0,0); elseifBitsInLastOFDM<=2·BitsPerGroup GroupShiftNum(1,2,3，4)=(0,0,1,1); elseif BitsInLastOFDM<=3·BitsPerGroup GroupShiftNum(1，2，3，4)=(0，0,0,0); else GroupShiftNum(1，2，3，4)=(0，1，2，3); end elseifCopyNum==5 ifBitsInLastOFDM<=4·BitsPerGroup GroupShiftNum(1，2，3，4，5)=(0，0，0，0，0); else GroupShiftNum(1，2，3，4，5)=(0，1，2，3，4); end elseifCopyNum==7 ifBitsInLastOFDM<=6·BitsPerGroup GroupShiftNum(1，2，3，4，5，6，7)=(0，0，0，0，0,0，0,); else GroupShiftNum(1，2，3，4，5，6，7)=(0，1，2，3，4，5，6); end end elseifCopyNum==ll ifBitsInLastOFDM<=10·BitsPerGroup GroupShiftNum(1,2,3,4,5，6,7，8,9,10,11)=(0,0,0,0,0,0,0，0,0,0,0) else GroupShiftNum(1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11)=(0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10) end end 555六如器地址台数管

5.1.5.5.5交织器地址参数计

InterShiftStep：交织器循环移位步长 InterShiftStep =floor(CarrierNumPerInter/(2*InterNum); if InterShiftStep<1 InterShiftStep=O; elseifInterShiftStep<2 InterShiftStep=l;

5. 1. 5. 5. 6 分集交织

如图10所示，G1~G6表示信道交织输出后经过PadBitsNum个比特填充的数据，G1表示第1个Gro 所有数据(BitsPerGroup)，I1表示InterOutAddr中的第一组交织器生成的载波地址。例如，若按照

Q/GDW 11612.412018

次分集，Group的循环移位参数为GroupShiftNum(1,2,3,4)=(0,0,1,1)，每个Group需要两个交织器 InterNumPerGroup=2)。 在第一次分集中，每个Group中的数据分别采用2个交织器进行交织，交织参数为InterOutAddr(:,1) 和InterOutAddr(:,2)，交织后的结果为G1(I1)、G1(I2)，并且G1(I1)、G1(I2)按照GroupShiftNum[1]=0按 照BitsPerGroup步长进行循环移位； 在第二次分集中，每个Group中的数据分别采用2个交织器进行交织，交织参数为InterOutAddr（:,3) 和InterOutAddr(:,4)，交织后的结果为G1(I3)、G1(I4)，并且G1(I3)、G1(14)按照GroupShiftNum[2)=0 按照BitsPerGroup步长进行循环移位； 在第三次分集中，每个Group中的数据分别采用2个交织器进行交织，交织参数为InterOutAddr（:,5) 和InterOutAddr(:,6)，交织后的结果为G1(I5)、G1(I6)，并且G1(I5)、G1(I6)按照GroupShiftNum[3)=1, 按照BitsPerGroup步长进行循环移位； 在第四次分集中，每个Group中的数据分别采用2个交织器进行交织，交织参数为InterOutAddr（:,7) 和InterOutAddr(:,8)，交织后的结果为G1(I7)、G1(I8)，并且G1(I7)、G1(I8)按照GroupShiftNum[4)=1, 按照BitsPerGroup步长进行循环移位。 完成4次分集拷贝后，形成的分集拷贝数据用于星座点映射

5. 1. 6 星座点映射

5. 1. 6. 1 映射方式

图10分集拷贝示意图

顿控制和载荷数据采用不同的映射方式，其中帧控制采用QPSK进行映射；载荷数据可采用B PSK、16QAM进行映射。帧控制和载荷数据信息采用不同调制方式在每个数据子载波上所能承载 数如表14所示。

Q/GDW 11612. 412018

表 14 调制特性表

5. 1. 6. 2星座点映射表

每种星座映射方式对应的比特数 央输入比特流中最先输入的比特分配给x0，其余x1，x2，x3依次输入。

表16比特到I/Q映射的表

5.1.6.3星座点映射相位表

[Q/GDW 11612 412018

表17顿控制和载荷数据映射相位表

[Q/GDW 11612 412018

Q/GDW 11612. 412018

5.1.6.4功率归一化

采用归一化因子，对不同调制方式得到的星座点数据进行功率归一化，功率归一化因子如表18所示。

5. 1.7 符号生成

表18功率归一化因子

深圳标准规范范本前导顿格式示意图如图11所示。

[Q/GDW 11612 412018

由10.5个SYNCP与2.5个SYNCM组成。SYNCP的

其中，C为可用的载波集合，N取1024。 另外，前导SYNCP也可以通过IFFT产生，IFFT的公式为：

5.1.7.2前导相位表

前导参考相位用于对前导的SYNCP进行相位旋转园林设计图纸、效果图，从1号载波到511号载波的相角参考值如表19所 示。实际的相位为对应每个载波的相角参考值乘以元/8。