1、HiNOC使用頻域
我國有線電視標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，同軸電纜860MHz以下的頻帶用于廣播電視信號(hào)傳輸，860MHz以上頻帶均未使用，稱為帶外信道。帶外信道的傳輸特性為：整個(gè)系統(tǒng)的傳輸特性在1.2GHz以下變化不大，在-20dB左右。在16MHz的帶寬內(nèi)，頻譜幾乎為平的。在1.2GHz到1.5GHz之間下降很快，到1.5GHz衰減達(dá)到-50dB以下。在1.5GHz以內(nèi)的頻段，比較有利用價(jià)值。1.5GHz以上頻段衰減較大，而且匹配差，反射大，多徑嚴(yán)重，開發(fā)成本較高。因此，HiNOC使用800M-1.5G的頻域，并將其分為等頻寬的多個(gè)信道。
2、物理層
物理層定義的信號(hào)傳輸模式包括幀結(jié)構(gòu)、信道編碼以及調(diào)制技術(shù)。
HiNOC發(fā)射機(jī)的功能模塊構(gòu)成如圖所示：
來自上層的數(shù)據(jù)和信令信息經(jīng)過加擾、前向糾錯(cuò)信道編碼（可選）、星座映射、OFDM調(diào)制及插入循環(huán)前綴后，組成不同類型的幀，再經(jīng)過幾代到射頻信號(hào)的變換，最后通過射頻單元發(fā)射。
物理層子系統(tǒng)
（1）擾碼
HiNOC中擾碼序列采用生產(chǎn)多項(xiàng)式序列，生成擾碼序列的移位寄存器的初始相位為“000100”（由Bit5至Bit0），在每個(gè)幀的起始時(shí)刻進(jìn)行初始化。
（2）前向糾錯(cuò)編碼
HiNOC中的信道編碼采用的是前向糾錯(cuò)編碼方式。根據(jù)不同的信道條件，以及對(duì)編碼速率的不同要求，可以選擇不進(jìn)行前向糾錯(cuò)編碼，或在參數(shù)分別為（508,472）和（504，432）的BCH截短碼中選擇一種進(jìn)行前向糾錯(cuò)編碼。
(3) 星座映射
HiNOC中根據(jù)不同的信道狀況，可以在DQPSK、QPSK、8QAM-1024QAM等多種星座映射方式中進(jìn)行選擇。數(shù)據(jù)比特流進(jìn)入映射單元的順序如下圖所示：
(4）OFDM調(diào)制
HiNOC采用OFDM調(diào)制，單信道內(nèi)包含256個(gè)子載波，子載波間隔為62.5KHz。為了抑制對(duì)于相鄰信道的干擾，單信道頻帶兩側(cè)的子載波作為空閑子載波，不傳輸信息。零頻處的子載波同樣作為空閑子載波，不傳輸信息。用于傳輸信息的有效子載波的數(shù)目為210個(gè)，有效帶寬為13.125MHz。
（5）循環(huán)前綴
在OFDM系統(tǒng)中，為了最大限度地消除符號(hào)間干擾，在每個(gè)OFDM符號(hào)之間要插入保護(hù)間隔，該保護(hù)間隔長度一般要大于無線信道的最大時(shí)延擴(kuò)展，這樣一個(gè)符號(hào)的多徑分量就不會(huì)對(duì)下一個(gè)符號(hào)造成干擾。在這段保護(hù)間隔內(nèi)，可以不插入任何信號(hào)，即保護(hù)間隔是一段空閑的傳輸時(shí)段。然而在這種情況中，由于多徑傳播的影響，會(huì)產(chǎn)生信道間干擾，即子載波之間的正交性遭到破壞，使不同的子載波之間產(chǎn)生干擾。為了消除由于多徑傳播造成的ICI，我們將原來寬帶為T的OFDM符號(hào)進(jìn)行周期擴(kuò)展，用擴(kuò)展信號(hào)來填充保護(hù)間隔。我們將保護(hù)間隔內(nèi)的信號(hào)成為循環(huán)前綴。
3、MAC層
（1）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/a>
HiNOC網(wǎng)絡(luò)由位于樓道的HB和位于戶內(nèi)的HM構(gòu)成。邏輯拓?fù)洳捎命c(diǎn)到多點(diǎn)結(jié)果。HB處于中心控制地位，各HM可與HB通信并受其控制，各HM之間不能直接通信。
HiNOC網(wǎng)絡(luò)的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
（2）HiNOC幀類型
HiNOC幀分為控制幀、數(shù)據(jù)幀和信令幀三類。
（3）公共部分子層(CPS)
CPS主要實(shí)現(xiàn)信道訪問控制與帶寬分配。其信道分配的主要機(jī)制如下：
1、各個(gè)HM必須先接納到HINOC網(wǎng)絡(luò)后，才能訪問信道。
2、HM被接納到網(wǎng)絡(luò)后，其對(duì)信道的訪問完全在HB的集中控制下進(jìn)行。
3、HB將信道劃分為在時(shí)間軸上連續(xù)且互不重疊的時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段稱為一個(gè)MAP周期。在每個(gè)MAP周期中HB通過發(fā)送一種特定的MAP幀向各個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)布下一個(gè)MAP周期的起止時(shí)刻以及該周期內(nèi)的信道分配方案。
4、各HM通過預(yù)約/許可機(jī)制實(shí)現(xiàn)信道訪問。在每個(gè)MAP周期內(nèi)，HB為HM分配預(yù)約幀發(fā)送時(shí)隙，HM利用各自的預(yù)約時(shí)隙向HB預(yù)約信道。HB收到預(yù)約幀后，通過MAP幀發(fā)布信道分配方案。下行數(shù)據(jù)不需要預(yù)約信道，由HB直接在MAP幀中規(guī)定發(fā)送時(shí)隙。
5、在信道分配的過程中，協(xié)議支持基于優(yōu)先級(jí)的QoS保障。
6、所有MAC層的預(yù)約幀、MAP幀和數(shù)據(jù)幀，均封裝在PHY層的Dd和Du幀內(nèi)進(jìn)行發(fā)送。
（4）匯聚子層（CS）
CS負(fù)責(zé)接收高層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并將高層PDU映射到CPS，以及進(jìn)行相反方向的轉(zhuǎn)換操作。高層PDU為以太網(wǎng)MAC幀。CS實(shí)現(xiàn)的具體功能是：地址學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建、數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)、數(shù)據(jù)幀打包/拆包，以及優(yōu)先級(jí)映射。地址學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建就是建立高層PDU地址與HINOC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)地址的映射關(guān)系。數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)就是確定將高層PDU轉(zhuǎn)發(fā)到那一個(gè)HINOC網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。地址學(xué)習(xí)與轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建、數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)均只涉及HB與HM的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，在標(biāo)準(zhǔn)上沒有描述，需要獨(dú)立設(shè)計(jì)。
（5）節(jié)點(diǎn)接納
這里，下行信令幀作為信標(biāo)來使用。偵聽下行信令幀。進(jìn)行頻率搜索等操作。節(jié)點(diǎn)接納過程是指一個(gè)新的HM（NHM）設(shè)備上電（或初始化）后，加入到現(xiàn)有HINOC網(wǎng)絡(luò)的過程。
（6）鏈路維護(hù)
當(dāng)形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或新的節(jié)點(diǎn)加入后，就完成了各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的LM（link maintenance）。LM由HB來控制，HB制定那個(gè)節(jié)點(diǎn)來完成LM。一個(gè)LM 通常包括，從一個(gè)節(jié)點(diǎn)到另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送預(yù)先定義好的一定長度的比特序列檢測信息，來估計(jì)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信道特性，通常是SNR。接收節(jié)點(diǎn)處理接收到的檢測信息，并確定現(xiàn)在的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信道損傷�；诖_定的信道損傷，就自適應(yīng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的調(diào)制模式。在這里，比特分配用來進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)制。然后，基于各個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)之間LM結(jié)果，計(jì)算CMP_REPORT。
4、技術(shù)特點(diǎn)
(1)可支持低頻段、高頻段“雙模”工作：
低頻段：0-32MHz，中心頻點(diǎn)連續(xù)可調(diào)
高頻段：750-1006MHz，中心頻點(diǎn)連續(xù)可調(diào)
(2)頻譜利用率高：
HiNOC樣機(jī)系統(tǒng)實(shí)測得到的MAC層頻譜利用率可達(dá)3.85bit/s/Hz
(3)鄰信道抑制性能（隔離度）：相鄰信道能夠同時(shí)使用
工作模式為TDD/TDMA，動(dòng)態(tài)分配信道資源，實(shí)現(xiàn)無沖突的信道接入和靈活的帶寬分配
(4)服務(wù)質(zhì)量和管理：
DBA、流分類、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)
L2至L4關(guān)鍵元素過濾的功能，可以實(shí)現(xiàn)訪問控制、報(bào)文捕獲、QoS處理、IGMP Snooping、黑白名單等功能。
5、HINOC的產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀
據(jù)悉，HINOC目前已形成集成了CPU、HIMAC、HIPHY、A/D、D/A的單芯片解決方案，以后還將推出HINOC 1.0 130nm芯片、HINOC 1.1 FPGA系統(tǒng)、HINOC 1.5 65nm芯片、HINOC 1.9系統(tǒng)、HINOC 2.0系統(tǒng)（目標(biāo)是達(dá)到1Gbit/s的物理層速率）。今年還會(huì)開通大約1000戶規(guī)模的HINOC接入網(wǎng)示范小區(qū)、物理層+MAC層硬件加速模塊后端設(shè)計(jì)與第二版芯片流片。HINOC在信道模型、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、技術(shù)發(fā)展等方面的標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化工作已從之前的封閉走向開放。
立足于現(xiàn)有HINOC 系統(tǒng)的成果，考慮今后寬帶接入網(wǎng)絡(luò)將向居住分散的區(qū)域發(fā)展，同時(shí)對(duì)傳輸速率的要求也將逐步提高，具有更高性能指標(biāo)的升級(jí)版本HINOC 2.0 系統(tǒng)正在研發(fā)中。該系統(tǒng)指標(biāo)將在許多方面高于現(xiàn)有系統(tǒng)，如系統(tǒng)最大覆蓋范圍1000 米、最高物理層傳輸速率1Gbps、調(diào)制方式提升到4096QAM、使用具有更強(qiáng)糾錯(cuò)能力的編碼等；在MAC 協(xié)議及組網(wǎng)模式、QoS 保證機(jī)制、安全機(jī)制等方面也將有很大提升。該項(xiàng)目得到國家的大力支持，華為、海爾等國內(nèi)知名企業(yè)也積極加入到HINOC 2.0 系統(tǒng)的研發(fā)隊(duì)伍行列，加速了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
