1、HiNOC使用頻域
我國有線(xiàn)電視標準規定，同軸電纜860MHz以下的頻帶用于廣播電視信號傳輸，860MHz以上頻帶均未使用，稱(chēng)為帶外信道。帶外信道的傳輸特性為：整個(gè)系統的傳輸特性在1.2GHz以下變化不大，在-20dB左右。在16MHz的帶寬內，頻譜幾乎為平的。在1.2GHz到1.5GHz之間下降很快，到1.5GHz衰減達到-50dB以下。在1.5GHz以?xún)鹊念l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，多徑嚴重，開(kāi)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
物理層定義的信號傳輸模式包括幀結構、信道編碼以及調制技術(shù)。
HiNOC發(fā)射機的功能模塊構成如圖所示：
來(lái)自上層的數據和信令信息經(jīng)過(guò)加擾、前向糾錯信道編碼（可選）、星座映射、OFDM調制及插入循環(huán)前綴后，組成不同類(lèi)型的幀，再經(jīng)過(guò)幾代到射頻信號的變換，最后通過(guò)射頻單元發(fā)射。
物理層子系統
（1）擾碼
HiNOC中擾碼序列采用生產(chǎn)多項式序列，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）前向糾錯編碼
HiNOC中的信道編碼采用的是前向糾錯編碼方式。根據不同的信道條件，以及對編碼速率的不同要求，可以選擇不進(jìn)行前向糾錯編碼，或在參數分別為（508,472）和（504，432）的BCH截短碼中選擇一種進(jìn)行前向糾錯編碼。
(3) 星座映射
HiNOC中根據不同的信道狀況，可以在DQPSK、QPSK、8QAM-1024QAM等多種星座映射方式中進(jìn)行選擇。數據比特流進(jìn)入映射單元的順序如下圖所示：
(4）OFDM調制
HiNOC采用OFDM調制，單信道內包含256個(gè)子載波，子載波間隔為62.5KHz。為了抑制對于相鄰信道的干擾，單信道頻帶兩側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目為210個(gè)，有效帶寬為13.125MHz。
（5）循環(huán)前綴
在OFDM系統中，為了最大限度地消除符號間干擾，在每個(gè)OFDM符號之間要插入保護間隔，該保護間隔長(cháng)度一般要大于無(wú)線(xiàn)信道的最大時(shí)延擴展，這樣一個(gè)符號的多徑分量就不會(huì )對下一個(gè)符號造成干擾。在這段保護間隔內，可以不插入任何信號，即保護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(lái)寬帶為T(mén)的OFDM符號進(jìn)行周期擴展，用擴展信號來(lái)填充保護間隔。我們將保護間隔內的信號成為循環(huán)前綴。
3、MAC層
（1）網(wǎng)絡(luò )拓撲
HiNOC網(wǎng)絡(luò )由位于樓道的HB和位于戶(hù)內的HM構成。邏輯拓撲采用點(diǎn)到多點(diǎn)結果。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 )的邏輯拓撲結構
（2）HiNOC幀類(lèi)型
HiNOC幀分為控制幀、數據幀和信令幀三類(lèi)。
（3）公共部分子層(CPS)
CPS主要實(shí)現信道訪(fǎng)問(wèn)控制與帶寬分配。其信道分配的主要機制如下：
1、各個(gè)HM必須先接納到HINOC網(wǎng)絡(luò )后，才能訪(fǎng)問(wèn)信道。
2、HM被接納到網(wǎng)絡(luò )后，其對信道的訪(fǎng)問(wèn)完全在HB的集中控制下進(jìn)行。
3、HB將信道劃分為在時(shí)間軸上連續且互不重疊的時(shí)間段，每個(gè)時(shí)間段稱(chēng)為一個(gè)MAP周期。在每個(gè)MAP周期中HB通過(guò)發(fā)送一種特定的MAP幀向各個(gè)節點(diǎn)發(fā)布下一個(gè)MAP周期的起止時(shí)刻以及該周期內的信道分配方案。
4、各HM通過(guò)預約/許可機制實(shí)現信道訪(fǎng)問(wèn)。在每個(gè)MAP周期內，HB為HM分配預約幀發(fā)送時(shí)隙，HM利用各自的預約時(shí)隙向HB預約信道。HB收到預約幀后，通過(guò)MAP幀發(fā)布信道分配方案。下行數據不需要預約信道，由HB直接在MAP幀中規定發(fā)送時(shí)隙。
5、在信道分配的過(guò)程中，協(xié)議支持基于優(yōu)先級的QoS保障。
6、所有MAC層的預約幀、MAP幀和數據幀，均封裝在PHY層的Dd和Du幀內進(jìn)行發(fā)送。
（4）匯聚子層（CS）
CS負責接收高層的協(xié)議數據單元（PDU），并將高層PDU映射到CPS，以及進(jìn)行相反方向的轉換操作。高層PDU為以太網(wǎng)MAC幀。CS實(shí)現的具體功能是：地址學(xué)習與轉發(fā)表構建、數據幀轉發(fā)、數據幀打包/拆包，以及優(yōu)先級映射。地址學(xué)習與轉發(fā)表構建就是建立高層PDU地址與HINOC網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)地址的映射關(guān)系。數據幀轉發(fā)就是確定將高層PDU轉發(fā)到那一個(gè)HINOC網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)。地址學(xué)習與轉發(fā)表構建、數據幀轉發(fā)均只涉及HB與HM的內部實(shí)現，在標準上沒(méi)有描述，需要獨立設計。
（5）節點(diǎn)接納
這里，下行信令幀作為信標來(lái)使用。偵聽(tīng)下行信令幀。進(jìn)行頻率搜索等操作。節點(diǎn)接納過(guò)程是指一個(gè)新的HM（NHM）設備上電（或初始化）后，加入到現有HINOC網(wǎng)絡(luò )的過(guò)程。
（6）鏈路維護
當形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò )或新的節點(diǎn)加入后，就完成了各個(gè)節點(diǎn)之間的LM（link maintenance）。LM由HB來(lái)控制，HB制定那個(gè)節點(diǎn)來(lái)完成LM。一個(gè)LM 通常包括，從一個(gè)節點(diǎn)到另外一個(gè)節點(diǎn)發(fā)送預先定義好的一定長(cháng)度的比特序列檢測信息，來(lái)估計兩個(gè)節點(diǎn)之間的信道特性，通常是SNR。接收節點(diǎn)處理接收到的檢測信息，并確定現在的兩個(gè)節點(diǎn)之間的信道損傷。基于確定的信道損傷，就自適應兩個(gè)節點(diǎn)之間的調制模式。在這里，比特分配用來(lái)進(jìn)行自適應調制。然后，基于各個(gè)點(diǎn)對點(diǎn)之間LM結果，計算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)連續可調
高頻段：750-1006MHz，中心頻點(diǎn)連續可調
(2)頻譜利用率高：
HiNOC樣機系統實(shí)測得到的MAC層頻譜利用率可達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T(mén)DD/TDMA，動(dòng)態(tài)分配信道資源，實(shí)現無(wú)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(lèi)、業(yè)務(wù)優(yōu)先級
L2至L4關(guān)鍵元素過(guò)濾的功能，可以實(shí)現訪(fǎng)問(wèn)控制、報文捕獲、QoS處理、IGMP Snooping、黑白名單等功能。
5、HINOC的產(chǎn)業(yè)化現狀
據悉，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、HINOC 1.5 65nm芯片、HINOC 1.9系統、HINOC 2.0系統（目標是達到1Gbit/s的物理層速率）。今年還會(huì )開(kāi)通大約1000戶(hù)規模的HINOC接入網(wǎng)示范小區、物理層+MAC層硬件加速模塊后端設計與第二版芯片流片。HINOC在信道模型、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現技術(shù)、技術(shù)發(fā)展等方面的標準化、產(chǎn)業(yè)化工作已從之前的封閉走向開(kāi)放。
立足于現有HINOC 系統的成果，考慮今后寬帶接入網(wǎng)絡(luò )將向居住分散的區域發(fā)展，同時(shí)對傳輸速率的要求也將逐步提高，具有更高性能指標的升級版本HINOC 2.0 系統正在研發(fā)中。該系統指標將在許多方面高于現有系統，如系統最大覆蓋范圍1000 米、最高物理層傳輸速率1Gbps、調制方式提升到4096QAM、使用具有更強糾錯能力的編碼等；在MAC 協(xié)議及組網(wǎng)模式、QoS 保證機制、安全機制等方面也將有很大提升。該項目得到國家的大力支持，華為、海爾等國內知名企業(yè)也積極加入到HINOC 2.0 系統的研發(fā)隊伍行列，加速了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。
