中华人民共和国广播电影电视行业标准GY/T 297—2016
NGB宽带接入系统
物理层和媒体接入控制层技术规范NGBbroadband access system-
Technical specification of HINOC2.0 physical and MAC layer2016-03-18发布
国家新闻出版广电总局
2016-03-18实施
本标准与GY/T2652012的差异
相关专利情况说明
范围:
规范性引用文件
3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
3.2缩略语
4概述。
5物理层(PHY层)传输模式:
5.1PHY层结构.
PHY层顿结构
5.3频谱模板
6媒体接入控制层(MAC层)协议,6.1
MAC层结构
6.2MAC层类型.
6.3汇聚子层(CS)
6.4公共部分子层(CPS)
附录A(规范性附录)
附录B(规范性附录)
附录C(资料性附录)
MAC层慎结构
MAC层常量定义
数据帧重传机制示例,
HINOC系统的逻辑拓扑结构.
HINOC系统协议栈
HINOC2.0系统的信号收发流程
发送单元功能框图
双对角矩阵
星座映射的数据比特输入顺序
OFDM子载波分布
OFDM符号插入循环前缀
PHY层顿结构.
前导序列A结构.
前导序列B结构.
负载段A产生流程
插入保护字段
负载段B产生流程
GY/T 2972016
GY/T 297—2016
OFDM子载波分布
子载波填充示意图
负载段C产生流程
负载段D产生流程
频谱模板
HINOCMAC层结构
下行信令帧结构.
上行信令帧结构
MAP顿格式
R顿格式
HIMAC数据顿格式
EISF结构.
信令顿的承载方式
信令慎的分片与承载
数据顿承载方式
HINOC对EMAC顿的打包
HINOC对EMAC顿的分段示例.
发送节点流程图
接收节点流程图
MAP周期与Pd周期的关系
信道上的MAP周期
MAP周期的结构
SSCMAP与MAP周期的映射关系示例MAP周期的分配方案示例,
MAC层信令通道结构
接纳过程信令交互流程图
HB正常接纳过程状态转移图示例HM正常接纳过程状态转移图示例,链路维护过程的信令交互流程图HB正常链路维护过程状态转移图示例HM正常链路维护过程状态转移图示例NHM/HM主动退出网络
NHM/HM被动退出网络:
测距方法
数据慎正常收发流程图
数据顿传输错误或丢失
数据慎连续传输错误或去失
确认信息传输错误或丢失
确认信息连续传输错误或丢失(场景1)确认信息连续传输错误或丢失(场景2)(1920,1728)LDPC码信息位部分码表:(3840,3456)LDPC码信息位部分码表:19
表3星座映射归一化因子
旋转角度计算
SC的子载波分布
PHY层顿构成.
nm.A的取值表
Z(i)的取值表.
nta的取值表.
保护字段定义
频谱模板参数说明.
下行信令帧类型,
上行信令帧类型
HIMAC首/尾以太网子顿分段标识定义SSCMAP中的码字定义
下行信令赖首部.
下行信令帧尾部
空帧(EMPTY)载荷:
接纳响应帧(ADMRES)载荷,
bzxZ.net拒绝顿(REJ)载荷
上行信道报告帧(ULINKREPORT)载荷,确认顿(ACK)载荷..·
公共调制参数报告帧(CMPREPORT)载荷链路更新帧(LINK UPDATE)载荷:退出确认帧(QUIT_ACK)载荷..功率控制顿(POWERCTRL)载荷
参数单元(PE)
信令帧首部/载荷扩展部分
TLV编码格式
上行信令顺首部
上行信令顿尾部
空帧(EMPTY)载荷
接纳请求帧(ADM_REQ)载荷.:接纳确认慎(ADMACK)载荷.
拒绝确认顿(REJACK)载荷..
确认顿(ACK)载荷
下行信道报告唢(DLINKREPORT)载荷,退出帧(QUIT)载荷
MAP帧
HIMAC数据顿首部..
HIMAC数据顿载荷
HIMAC数据顿尾部
EISF格式
CS常量
GY/T 2972016
GY/T297—2016
媒体接入控制与信道分配常量
节点接纳常量
链路维护常量
其他常量
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由全国广播电影电视标准化技术委员会(SAC/TC239)归口。GY/T297—2016
本标准起草单位:国家新闻出版广电总局广播科学研究院、北京大学、西安电子科技大学、上海交通大学、国家新闻出版广电总局广播电视规划院、北京瀚诺半导体科技有限公司、华为技术有限公司、北京海尔集成电路设计有限公司、江苏省广电有线信息网络股份有限公司、南京宇都通讯科技有限公司。本标准主要起草人:崔竞飞、李红滨、张冰、秦蕙龙、张诚、赵辉、赵翠、赵玉萍、邱智亮、何大治、张頭、朱里越、高晓俊、吴广生、戴书胜、李斗、欧阳峰、潘伟涛、杨川川、张宇、徐胤、孙艳宾、强辉、颜克洲、王俊峰、李培琳、万倩、杨家胜、张利。V
GY/T297—2016
0.1本标准与GY/T265—2012的差异引
本标准为第二代HINOC技术规范,能够向下兼容GY/T265一2012《NGB宽带接入系统HINOC传输和
媒质接入控制技术规范》。
本标准与GY/T265一2012的主要差异包括:a)
物理层单信道带宽提升到128MHz;增加支持OFDMA多址方式:
增加支持2048QAM和4096QAM星座映射:增加支持LDPC纠错编码(可选);物理层增加下行控制顿和上行报告恢两种顿类型:物理层数据顿中增加导频子载波,取消GY/T265一2012物理层数据恢中的前导序列和间隔:支持分组自适应调制;
信道分配采用报告/授权机制:
采用定长MAP周期和定长MAP顿:MAC层增加数据顿分段机制:
增加测距与时延补偿机制;
MAC层增加多节点并行接纳/链路维护功能(可选);MAC层增加数据顿自动请求重传机制(可选):引入“基本子信道”和“扩展子信道”。0.2
相关专利情况说明
本标准的发布机构提请注意,声明符合本标准时,可能使用涉及本标准有关内容的相关授权的和正在申请的专利如下:
标准章条号
数据传输方法与装置
广播电视业务数据处理方法及装置专利名称
译码装置以及对解析数据进行译码的方法译码爱置以及对解析数据进行译码的方法基于准循环的中短码长LDPC及编解码器和编码方法数据换序发送接收译码方法及装置-种数字通信方法
一种QAM星座图标签的构建方法
OFDM系统中基于子信道划分实现双向通信的传输方法一种TDMA系统中上行控制信道传输方法1
6.4.2、6.4.3
信息上报方法、装置及系统
具有容错功能的数据顿聚合方法具有白愈功能的白动请求重传方法基于定长时隙的时分双工/时分多址信道动态分配方法时分双工/时分多址信道规划帧编码方法基于多通道的并行节点接纳方法基于单向传输的广播参数更新方法本标准的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场GY/T297—2016
该专利持有人已向本标准的发布机构保证,他愿意同任何中请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本标准的发布机构备案,相关信息可以通过以下联系方式获得:
专利权利人
国家新闻出版
广电总局广播
科学研究院
北京大学
西安电子科技
北京瀚诺半导
体科技有限公
上海交通大学
华为技术有限
联系地址
北京市西城区复兴
门外大街2号
北京海淀区颐和园
路5号北京大学理
科2号楼
西安市雁塔区太白
南路2号西安电子
科技大学ISN国家
重点实验室
北京市海淀区信息
路22号B座2层
02-A262室
上海市闵行区东川
路800号电信群楼5
号楼东3034
武汉市光谷软件园
华为武汉研究所
联系人
何大治
孙艳宾
邮政编码
100866
100871
710071
100085
200240
430074
010-86098037
010-62752842
029-88201551
010-62750138
13916583683
18986076593
电子邮件
[email protected]lidouopku.edu,cn
[email protected][email protected][email protected][email protected]请注意除上述专利外,本标准的某些内容仍可能涉及专利。本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。
1范围
NGB宽带接入系统
HINOC2.0物理层和媒体接入控制层技术规范GY/T297—2016
本标准规定了高性能同轴电缆宽带接入网络(IIINOC2.O)的物理层传输模式以及媒体接入控制层协议。
本标准适用于利用有线电视同轴电缆实现高性能宽带接入的双向数字通信系统。规范性引用文件
下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件:其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。GB/T177861999有线电视频率配置GY/T106—1999有线电视广播系统技术规范GY/T2212006有线数字电视系统技术要求和测量方法GY/T265—2012NGB宽带接入系统HTNOC传输和媒质接入控制技术规范3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
GY/T265一2012界定的以及下列术语和定义适用于本标准。3.1.1
pilot sub-carrier
导频子载波
OFDM符号中用于传输特定符号的子载波。3.1.2
星座扰码
constellationscrambling
利用二进制伪随机序列对星座符号进行4个象限内的相位旋转。3.1.3
分段segmentation
被分割的EMAC慎片段。
分片fragmentatior
被分割的信令慎片段。
GY/T297—2016
3.2缩略语
GY/T265—2012界定的以及下列缩略语适用于本标准。ARQ自动重传请求(AutomaticRepeatRequest)Cd下行控制(Controldown)
EISF扩展信息子顾(ExtendedInformationSub-Frame)LDPC低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCode)PE参数单元(ParameterElement)Ru上行报告(Reportup)
SC子信道(Sub-Channel)
SCGRuRu顿了载波组(Sub-CarrierGroupforRuframe)SSc符号子块(SymbolSub-Cell)TLV类型长度值(Type-Length-Value)4概述
HTNOC是一种利用有线电视网同轴电缆,实现高性能双向信息传输的宽带接入解决方案。HTNOC2.0系统由IIINOC网桥(IB)和IIINOC调制解调器(IIM)构成,典型网络覆盖距离不超过1OO米,逻辑拓扑采用点到多点结构,如图1所示。单信道带宽为128MHz,信道规划符合GB/T17786一1999的要求,可提供吉比特每秒(Gbps)级别接入速率。单信道内支持的最大用户数为64个,支持多信道绑定。采用正交频分复用(OFDM)传输方式、时分双工(TDD)方式、时分多址接入(TDMA)方式,可选采用正交频分多北接入(OFDMA)方式。支持动态带宽分配(DBA)、网络管理、VLAN和组搭/过滤功能。HM
HINOC系统的逻辑拓扑结构
本标准定义了对应网络OSI模型的物理层(PHY层)传输模式和媒体接入控制层(MAC层)协议。系统协议栈模型如图2所示。
汇聚子层(CS)
公儿部分子层(CPS)
安全丫层(SS)
物理层(PHY)
图2HINOC系统协议栈
PHY层定义的信号传输模式包括顺结构、信道编码以及调制技术。GY/T297—2016
MAC层实现HINOC2.O系统中的媒体接入控制和业务适配功能,分为汇聚子层(CS)和公共部分子层(CPS),可选包含安全子层(SS)。CS实现CPS功能与高层功能的适配,包括地址学习与转发表构建、优先级映射,数据帧组唢/解和数据顿重传:CPS实现媒体接入控制与信道分配、节点接纳/退出和链路维护功能:SS实现身份识别,数据加密/解密和密管理功能;SS不在本标准中作定义。HINOC2.0系统的信号收发流程如图3所示。HINOC2.0节点设备由MAC层和PHY层模块构成,其中PHY层由发送单元和接收单元组成,发送单元将MAC慎转换为射额信号,接收单元将射频信号转换为MAC慎。HB
MAC顿
上层业务
VAC层
MAC顿
发送单元
接收单元
PHY层
购频信号
接收单元
发送单元
PHY层
图3HINOC2.0系统的信号收发流程MACo
MAr层
MAC顿
上层业务
本标准给出了单信道内HINOC2.0系统的协议设计方案,对于有更大带宽需求的应用,通过多信道绑定的方式进行,在进行相邻信道绑定时增加信道间的时间同步机制,同步各信道的下行探测帧起始时刻。HIN0C2.0节点设备的射频最大输出电平不超过119dBuV,符合GY/T106—1999和GY/T221—2006的电气特性要求:输出电平可以调整,可调范围最小为40dB。本标准规定了面向宽带接入的HINOC2.O协议,对于面向视频广播的应用,通过在HB与HM之间建立广播通道,实现相关业务的承载。5物理层(PHY层)传输模式
5.1PHY层结构
5.1.1概述
发送单元的功能模块包括扰码、前向纠错编码、星座映射、星座扰码、正交频分复用(OFDM)调制及插入循环前缀、组顿以及基带到射频变换。功能模块的先后顺序如图4所示,其中扰码、前向纠错编码、星座扰码以及组顿根据不同的数据流类型选择关闭或打开。数据流
5.1.2扰码
1情间
OFDM调
加循环
图4发送单元功能框图
基带到
射频信号
GY/T297—2016
符合GY/T265—2012中5.1.2的规定。5.1.3前向纠错编码
5.1.3.1概述
前向纠错编码应采用BCH码,可选采用5.1.3.3指定的低密度奇偶校验码(LDPC)。5.1.3.2BCH编码
5.1.3.2.1概述
BCH编码采用参数分别为(392,248):(1920,1040)和(1920,1744)的BCH截短码。5.1.3.2.2(392,248)BCH截短码(392,248)BCH载短码的原始码是参数为(511,367)的系统BCH码,其生成多项式的八进制表示形式为:
(1126657202505666323017001652245562614435511600655)8a(1920,1040)BCH截短码
5.1.3.2.3
(1920,1040)BCH截短码的原始码是参数为(2047,1167)的系统BCH码,其生成多项式的八进制表示形式为:
(260721361722464540657702522073115210635721760241364265702305205632661365055560746124155122706374565474720411262325513111121607751671210010170277311021751016552312303125735775256072116343764367142103074345736165010273475542132124513630435143515626347123264462606121045647652066606334120024047475)8。5.1.3.2.4(1920,1744)BCH截短码(1920,1744)BCH截短码的原始码是参数为(2047,1871)的系统BCH码,其生成多项式的八进制表示形式为:
(64372013435571223560747633451755373433074714007120505460007)85.1.3.2.5编码过程
符合GY/T265—2012中5.1.3.5的规定。5.1.3.3LDPC编码
5.1.3.3.1概述
LDPC编码采用参数分别为(1920,1728)(3840,3456)的LDPC码:(1920,1728)LDPC码
(1920,1728)LDPC码的校验矩阵可分为信息位部分和校验位部分,信息位位于码字的前半部分,校验位位于码字的后半部分。
(1920,1728)码字的信息位部分可划分为8×72个24×24的子矩阵。每个子矩阵是零矩阵或者单位矩阵的循环移位。信息位部分码表如表1所示。其中I表示非零子矩阵在母矩阵中的横坐标,J表示非零4
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