YD/T 2873.4-2017.Technical requirements of high-rate ultra wideband wireless communication system based on carriers - Part 4: Physical layer of dual carriers air interface.
1范围
YD/T 2873.4规定了双载波高速超宽带无线通信系统的空中接口物理层协议，规范了物理层帧结构和数据传输方式，包括调制编码方式、物理时间参数、发射机和接收机指标要求，以及与MB-OFDM载波体制的兼容性。
YD/T 2873.4适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本( 包括所有的修改单)适用于本文件。
YD/T 2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分: MB-OFDM空中接口物理层
ISO/IEC 26907: 2009,信息技术一系统间通信及信息交换一高速超宽带物理层及媒体访问控制层标准(Information technology Telecommunications and information exchange between systems - High-rate ultra-wideband PHY and MAC standard)
ISO/IEC 26908: 2007，信息技术一系统间通信及信息交换一适用于ISO/IEC 26907的媒体访问控制层及物理层接口定义(Information technology - Telecommunications and information exchange between systems - MAC-PHY Interface for ISO/IEC 26907)

ICS33.060
中华人民共和国通信行业标准
YD/T2873.4—2017
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第4部分：双载波空中接口物理层Technical requirements of high-rate ultra wideband wirelesscommunication system based on carriers - Part 4: Physical layer of duacarriersairinterface
2017-11-07发布
中华人民共和国工业和信息化部2018-01-01实施
规范性引用文件，
术语和定义
4缩略语.
PHY层概述
信号定义.
PHY层结构和功能
7.1工作频段
PHY层的特征，
PHY层的帧结构.
7.4PHY层的功能结构
PLCP子层
PMD子层
PHY层管理实体.
PHY层时间参数.
发射机规范.
发射功率谱密度模板
8.2发射中心频率容限.
符号时钟频率容限.
时钟同步
相位一致.
发射功率控制
发射机星座图误差
接收机规范.
9.1接收机灵敏度
9.2接收机CCA性能，
9.3链路质量指示器.
10与MB-OFDM兼容性描述
10.1统一的MAC..
双模PHY
附录A（规范性附录）FCS字段
YD/T2873.4—2017
YD/T2873.4—2017
YD/T2873《基于载波的高速超宽带无线通信技术要求》分为4个部分：一第1部分：MB-OFDM空中接口物理层；一第2部分：单载波空中接口物理层；一第3部分：空中接口MAC层；
一第4部分：双载波空中接口物理层。本部分为YD/T2873的第4部分，
本部分依据GB/T1.1一2009给出的规则起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由中国通信标准化协会提出并归口。本部分起草单位：清华大学、中国信息通信研究院、东南大学、电子科技大学、中国科技大学。本部分主要起草人：葛宁、裴玉奎、朱亮、吕松栋、金德鹏、陆建华、高宏、王洪博、刘云。I
1范围
基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第4部分：双载波空中接口物理层YD/T2873.4—2017
本部分规定了双载波高速超宽带无线通信系统的空中接口物理层协议，规范了物理层顿结构和数据传输方式，包括调制编码方式、物理时间参数、发射机和接收机指标要求，以及与MB-OFDM载波体制的兼容性。
本部分适用于公用电信网环境下的基于载波的高速超宽带无线通信系统，专用电信网也可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。YD/T2873.1基于载波的高速超宽带无线通信技术要求第1部分：MB-OFDM空中接口物理层ISO/IEC26907:2009，信息技术一系统间通信及信息交换一高速超宽带物理层及媒体访问控制层标准 (Information technology Telecommunications and information exchange between systems High-rateultra-widebandPHYandMAC standard)ISO/IEC26908:2007，信息技术一系统间通信及信息交换一适用于ISO/IEC26907的媒体访问控制层及物理层接定义（Information technology--Telecommunications andinformation exchangebetweensystems--MAC-PHYInterfaceforISO/IEC26907)3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件
设备device
包含本部分实现的实体。
伪随机数产生pseudo-randomnumbergenerationYD/T2873.4—2017
通过给定种子产生确定比特序列的过程，当种子未知时，该序列具有随机比特序列的统计特性。3.3
随机数产生器randomnumbergenerator提供不可预测的比特序列的方法或设计。注：随机密码产生器就是一个特定的类型。3.4
超顿superframe
周期性时间间隔，用来协调设备之间的帧传输，它包含了一个信标周期，随后是数据周期。3.5
扰码器种子scramblerseed
扰码器的初始数据位。
编码速率coderate
编码前与编码后的数据位数之比。3.7
帧载荷frameload
设备发射数据中的有效数据部分。3.8
抗混叠滤波anti-aliasing filter采用模拟低通滤波器来抑制大于2f的信号频率，使频谱不出现混叠现象。3.9
捕获acquisition
接收机迫使本地扩频序列与接收到的扩频序列同步的过程。3.10
伪随机序列pseudo-randomsequence一个序列，一方面它是可以预先确定的，并且是可以重复地生产和复制的；一方面它又具有某种随机序列的随机特性（即统计特性）。3.11
自适应训练adaptivetraining
采用自适应机制，使抽头系数调整到合适的值。2
双载波超宽带dualcarriersultrawideband符合超宽带技术定义，同时采用双路载波调制和相应信号结构的传输方式。标准模式传输standardmodetransmission种连续的相对低速的传输模式。突发模式传输burstmodetransmissionYD/T2873.4—2017
为了支持随机的多用户接入而采用的模式，相比标准模式传输，其信道估计的序列较短，可以获得更大的系统容量。
4缩略语。
下列缩略语适用于本文件。
BIT/SK
模拟数字转换器
自动增益控制
加性高斯白噪声
突发方式
二进制相移键控
空闲信道评估
国际电报电话咨询委员会
循环余校验
数字模拟转换器
直接扩频序列
欧洲计算机制作商协会
美国联邦通信委员会
顿校验序列
误顿率
快速傅立叶变换
头校验序列
标识符
信息元素
快速傅立叶逆变换
Analog-to-Digital Converter
Automatic Gain Control
Additive White Gaussion NoiseBurst Mode
Binary Phase Shift Keying
Clear Channel Assessment
International Consultative Committee on Telephone andTelegraph
Cyclic Redundancy Check
Digital-to-Analog Converter
DEVice
DirectSequenceSpreadSpectrumEuropean Computer Manufacturers AssociationFederal Communications CommissionFrame Check Sequence
Frame Error Rate
Fast Fourier Transform
Header Check Sequence
Identifier
Information Element
Inverse Fast Fourier Transform3
YD/T2873.4—2017
DC-UWB
帧间间隔
低密度奇偶校验码
链路质量估计器
链路质量指示器
媒体访问控制
最小帧间间隔
个域网
协议数据单元
误包率
物理层
物理层汇聚协议
物理层管理实体
物理媒体相关部分
伪噪声序列
PLCP协议数据单元
百万分之一
伪随机二进制序列
功率谱密度
PHY服务数据单元
前导类型
四相相移键控
接收或接收机
双载波超宽带
信噪比
帧定界符
短顿间间隔
发射功率控制
发送或发射机
超宽带
5PHY层概述
Inter-Frame Space
Low Density Parity Check CodeLink Quality Estimator
Link Quality Indicator
Medium Access Control
Minimum Interframe Spacing
Personal Area Network
Protocol Data Unit
Packet Error Rate
Physical Layer
Physical LayerConvergenceProtocolPhysicalLayerManagementEntityPhysical Medium Dependent
Pseudo-noise
PLCP ProtocolData Unit
Parts Per Million
Pseudo-RandomBinarySequence
Power Spectral Density
PHY Service Data Unit
PreambleType
QuadraturePhase Shift KeyingRadio Frequency
Receive or Receiver
Dual Carriers Ultra WidebandSignal to Noise Ratio
Start Frame Delimiter
Short Interframe Spacing
Transmit Power Control
Transmit or Transmitter
Ultra Wide Band
频率范围被分为12个子频带，每个频带带宽为264MHz。前2个子频带为第一组，后10个子频带为第二组，即共分为2个频带组。本部分使用双载波对编码数据进行传输，两个载波相对独立，各自根据子频带的信道状况占用不同的子频带。根据不同的子频带使用状况，双载波占用子频带的模式共用66种。4
YD/T2873.42017
数据传输码片速率为150Mchip/s，码片速率是待发送数据经过加扰、编码和扩频之后的数据速率，为了方便描述，本部分中提到的数据速率都是指未经加扰、编码和扩频的数据速率。数据速率支持500Mbit/s、300Mbit/s、250Mbit/s、150Mbit/s、125Mbit/s、75Mbit/s等模式。调制在300Mbit/s和500Mbit/s速率下采用QPSK，其他情况采用BIT/SK方式：数据段在125Mbit/s、75Mbit/s速率下扩频比为2，其他情况为1；编码在500Mbit/s速率下有LDPC编码和卷积编码两种形式，其他情况只采用卷积编码，编码速率在150Mbit/s、75Mbit/s时为1/2，其他数据速率下为5/66信号定义
双载波超宽带射频信号由两个载波信号组成，这两个载波信号形式相同。其射频信号为：2 Npuacker -1
SRF (t)= Re)
[台台
TsYM—信号的长度：
Npacker—包中符号个数：
Je——该载波的中心频率（双载波，i=1,2)；S.(t-nTsyM)exp(j2元fet)
S(u)一第n个符号的基带信号复数表示，应满足：S,(t) =0 t [0, TsyM ]
Ssyme.n(t)
0≤nS,(t)=
Shar.n-Namn(t)
Nsyne≤n[Srame,-Name-N () Nyne + Nnad ≤nSframe,r(t)—第n个符号的PSDU：Nsync—前导符中的符号个数：
Nhdr帧头中包含的符号个数：
NpackerNframe+Nsyme+Nhah——负载中的符号个数。此外，本部分还涉及以下符号：LENGTH顿负载中八位位组数：
pSIFS一一接收到发送转换时间的最大值；pSIFS——发送到接收转换时间的最大值：pSIFS一一标准模式下PLCP长度字段为0时的包后愤间间隔：pMIFS——标准模式下PLCP长度字段为非零时的包后最小帧间间隔：pBandSwitchTime
-频带间的最大转换时间：
pClockPeriod——时钟周期；
pNumberofClockCycleperSuperframe一设备在每个超帧中计数的时钟数：pNumberofClockCycleperBeaconSlots一每个信标时隙计数的时钟周期数：5
YD/T2873.4—2017
RDSX一无编码时的净数据传输速率（下标表示类别）。将离散时间信号S[K]的实部和虚部分别通过D/A转换和抗混叠滤波器就能够得到时域信号Sm(0)，如图1所示。如果离散时间信号S[是实信号，那么只需要将实部进行变换。Re(s,[k])
Im(s,[k]
抗混叠
滤波器
抗混叠
滤波器
+Refs,(0))
+Imfs,(t)
图1离散信号到连续信号的变换
图2所示给出了射频信号如何利用不同子频带传输。在图中，传输双载波组的中心频率分别是6.336GHz和7.128GHzZ。在外部干扰环境不变的情况下，传输的占用子频带持续不变。传输符号间可以存在间歇和停顿，但是双载波的信号需要同步，共同组成一个完整的符号，不允许两个子频带的异步占用。在图2中的符号是添加补0后缀的时域载波信号的输出。利用补0形成帧间间隔的自的有两个：是减少多径传输的干扰；二是提供了时间窗口使得收发两端有充分的时间进行双工切换，以及不同设备有充分的时间进行多址切换。
子频带#3
子频带#4
子频带#5
子频带#6
子频带#7
子频带#8
子频带#9
子频带#108184
频率(MHz)bzxz.net
时域信号输出
（双载波符号）
信号间隔
图2射频信号双载波传输示例
7PHY层结构和功能
7.1工作频段
双载波高速超宽带无线通信系统的工作频率范围物理层工作频段为4.2GHz～4.8GHz和6.0GHz9.0GHz。中心频率F和频带编号h之间的关系如下式：f(ng）=4092+264×n(MHz)ng=1,2f.(ng)=5544+264×n,(MHz)n=3,--,1,2YD/T2873.4—2017
如图3所示，工作频率范围分为2个频带组，前2个子频带为第一个频带组，后10个子频带为第二个频带组。频带组分配见表1。
频带组
频带编号（nb）
VVaVVVioVuVa
71287392
3频带组分配
频带组分配
低频（MHz）
81848448
中频（MHz）
双载波高速超宽带PHY应具有子频带选择功能，要求如下：8712
9000频率
高频（MHz）
a）设备初始化阶段需要侦听子频带信道使用状况，当CCA显示信道为忙时，该子频带应避免使用b）设备通信过程中如有子频带帧差错率超过预定门限时，该子频带可以进行调整，回避使用；c）具体协商方法通过上层协议规定。YD/T2873.4—2017
7.2PHY层的特征
双载波高速超宽带PHY具有以下特征：支持对单个顺的标准方式传输和突发方式传输的接收：支持适用于PHY包头结构的PLCP包头错误指示。7.3PHY层的顿结构
PHY层帧结构如图4所示。
PLCP前导符PLCP训练序列PLCP包头PSDU（有效负载）图4PHY层的帧结构
一前导符可分为：标准类型和突发类型；一PLCP包头受到HCS的保护：
有效负载之后跟随FCS（见附录A）。帧以恒定的比特顺序通过PHY从源设备发送到目的设备。顿起点由在本地天线的PHY顿第一个符号的上升沿确定，顿的终点则由PHY顿最后一个符号的下降沿确定。7.4PHY层的功能结构
PHY层包括3个功能实体：
-PMD功能：
—PHY汇聚功能；
一层管理功能。
通过PHY层服务原语，向MAC层提供服务。MAC层应符合ISO/IEC26907:2009标准。MAC-PHY之间的接口应符合ISO/IEC26908:2007。7.5PLCP子层
7.5.1PPDU结构
7.5.1.1PSDU格式
PPDU的格式如图5所示，PLCP前导符，PLCP训练序列，PLCP包头和PSDU，按传输顺序排列。当发送数据包时，首先发送PLCP前导符，接着是PLCP训练序列，PLCP包头，最后是PSDU。由于双载波传输，PPDU在每个载波上的形式相同，总速率是单个载波传输速率的2倍，以下均用“2XR”表示总速率为2R，对应单个载波传输速率为R。当PSDU以所期望速率：2X37.5Mbit/s，2X62.5Mbit/s，2×75Mbit/s，2×125Mbit/s，2×150Mbit/s或2×250Mbit/s发送时，PLCP包头则总是以2X37.5Mbit/s的速率发送，对于不同的编码速率和扩频比，码片速率都是2×150Mchip/s。数据在发送前是按字节存储，发送时字节的八位位组中的最低有效位将首先被发送。88
PLCP前导
捕获/信道
估计序列
帧定界符
PSDU参数
PLCP训练
PLCP头
75Mbps
PHY头
MAC头
PPDU结构
YD/T2873.4—2017
75Mbps,125Mbps,150Mbps,
250Mbps，300Mbps，500Mbps
MAC帧负载
(0-4095)
PSDU参数在各种速率情况下的编码效率、调制方式和扩频比情况，见表2。表2
2依赖于速率的PSDU参数
速率foit
500Mbit/s
500Mbit/s
300Mbit/s
250Mbit/s
150Mbit/s
125Mbit/s
75Mbit/s
编码效率n
调制方式
BIT/SK
BIT/SK
BIT/SK
BIT/SK
编码方式
卷积码
卷积码
卷积码
卷积码
卷积码
卷积码
比特比特
扩频码长度N
其中，编码效率、调制方式和扩频比的取值均按照码片速率为150Mchip/s计算得到。。在其他速率模式下的编码方式都采用卷积编码。码片速率fhi和数据速率hbit的关系如下所示：fehip-fbiXN/nlx
X=log2（调制相位数），即一个符号所表示的二进制数据位宽。采用QPSK调制时相位数为4，x就为2；采用BIT/SK调制时相位数为2，x则为1。7.5.1.3顿参数
PHY层帧参数见表3。
表3顿参数
码片速率
个码片持续时间
捕获/信道估计序列符号数
150Mchip/s
0.0067μs
标准模式：24
突发模式：12
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