1、HiNOC使用頻域
我國有線電視標準規(guī)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，稱為帶外信道。帶外信道的傳輸特性為：整個系統(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衰減達到-50dB以下。在1.5GHz以內(nèi)的頻段，比較有利用價值。1.5GHz以上頻段衰減較大，而且匹配差，反射大，多徑嚴重，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信道。
2、物理層
物理層定義的信號傳輸模式包括幀結(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），在每個幀的起始時刻進行初始化。
（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(jù)不同的信道條件，以及對編碼速率的不同要求，可以選擇不進行前向糾錯編碼，或在參數(shù)分別為（508,472）和（504，432）的BCH截短碼中選擇一種進行前向糾錯編碼。
(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行選擇。數(shù)據(jù)比特流進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(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，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間干擾，在每個OFDM符號之間要插入保護間隔，該保護間隔長度一般要大于無線信道的最大時延擴展，這樣一個符號的多徑分量就不會對下一個符號造成干擾。在這段保護間隔內(nèi)，可以不插入任何信號，即保護間隔是一段空閑的傳輸時段。然而在這種情況中，由于多徑傳播的影響，會產(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符號進行周期擴展，用擴展信號來填充保護間隔。我們將保護間隔內(nèi)的信號成為循環(huán)前綴。
3、MAC層
（1）網(wǎng)絡拓撲
HiNOC網(wǎng)絡由位于樓道的HB和位于戶內(nèi)的HM構(gòu)成。邏輯拓撲采用點到多點結(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)絡的邏輯拓撲結(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主要實現(xiàn)信道訪問控制與帶寬分配。其信道分配的主要機制如下：
1、各個HM必須先接納到HINOC網(wǎng)絡后，才能訪問信道。
2、HM被接納到網(wǎng)絡后，其對信道的訪問完全在HB的集中控制下進行。
3、HB將信道劃分為在時間軸上連續(xù)且互不重疊的時間段，每個時間段稱為一個MAP周期。在每個MAP周期中HB通過發(fā)送一種特定的MAP幀向各個節(jié)點發(fā)布下一個MAP周期的起止時刻以及該周期內(nèi)的信道分配方案。
4、各HM通過預約/許可機制實現(xiàn)信道訪問。在每個MAP周期內(nèi)，HB為HM分配預約幀發(fā)送時隙，HM利用各自的預約時隙向HB預約信道。HB收到預約幀后，通過MAP幀發(fā)布信道分配方案。下行數(shù)據(jù)不需要預約信道，由HB直接在MAP幀中規(guī)定發(fā)送時隙。
5、在信道分配的過程中，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(shù)據(jù)幀，均封裝在PHY層的Dd和Du幀內(nèi)進行發(fā)送。
（4）匯聚子層（CS）
CS負責接收高層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），并將高層PDU映射到CPS，以及進行相反方向的轉(zhuǎn)換操作。高層PDU為以太網(wǎng)MAC幀。CS實現(xiàn)的具體功能是：地址學習與轉(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)先級映射。地址學習與轉(zhuǎn)發(fā)表構(gòu)建就是建立高層PDU地址與HINOC網(wǎng)絡節(jié)點地址的映射關系。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HINOC網(wǎng)絡節(jié)點。地址學習與轉(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)部實現(xiàn)，在標準上沒有描述，需要獨立設計。
（5）節(jié)點接納
這里，下行信令幀作為信標來使用。偵聽下行信令幀。進行頻率搜索等操作。節(jié)點接納過程是指一個新的HM（NHM）設備上電（或初始化）后，加入到現(xiàn)有HINOC網(wǎng)絡的過程。
（6）鏈路維護
當形成一個網(wǎng)絡或新的節(jié)點加入后，就完成了各個節(jié)點之間的LM（link maintenance）。LM由HB來控制，HB制定那個節(jié)點來完成LM。一個LM 通常包括，從一個節(jié)點到另外一個節(jié)點發(fā)送預先定義好的一定長度的比特序列檢測信息，來估計兩個節(jié)點之間的信道特性，通常是SNR。接收節(jié)點處理接收到的檢測信息，并確定現(xiàn)在的兩個節(jié)點之間的信道損傷�；诖_定的信道損傷，就自適應兩個節(jié)點之間的調(diào)制模式。在這里，比特分配用來進行自適應調(diào)制。然后，基于各個點對點之間LM結(jié)果，計算CMP_REPORT。
4、技術(shù)特點
(1)可支持低頻段、高頻段“雙模”工作：
低頻段：0-32MHz，中心頻點連續(xù)可調(diào)
高頻段：750-1006MHz，中心頻點連續(xù)可調(diào)
(2)頻譜利用率高：
HiNOC樣機系統(tǒng)實測得到的MAC層頻譜利用率可達3.85bit/s/Hz
(3)鄰信道抑制性能（隔離度）：相鄰信道能夠同時使用
工作模式為TDD/TDMA，動態(tài)分配信道資源，實現(xiàn)無沖突的信道接入和靈活的帶寬分配
(4)服務質(zhì)量和管理：
DBA、流分類、業(yè)務優(yōu)先級
L2至L4關鍵元素過濾的功能，可以實現(xiàn)訪問控制、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(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)（目標是達到1Gbit/s的物理層速率）。今年還會開通大約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計與第二版芯片流片。HINOC在信道模型、關鍵技術(shù)、實現(xiàn)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)絡將向居住分散的區(qū)域發(fā)展，同時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(tǒng)正在研發(fā)中。該系統(tǒng)指標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(nèi)知名企業(yè)也積極加入到HINOC 2.0 系統(tǒng)的研發(fā)隊伍行列，加速了產(chǎn)業(yè)化的進程。
