基于HomeRF的家庭宽带网络

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1 引 言

为了解决消费类电子设备(如PC机、可视电话、无绳电话、PDA等)之间互联的问题,使它们之间能实现信息共享,各种家庭网络技术应运而生。

目前最引人注目的家庭网络技术有HomeRF、Bluetooth、IEEE802.11(b)及HomePAN等。由ITU赞助,在Compaq、Intel、Philips、HP、IBM和Microsoft等几大公司的参与下,HomeRF工作小组致力于实现PC与其它来自不同国度、不同制造商的家用电器设备之间的数字通信。它制定的共享无线接入协议(Share Wirle ss Access Protocol,SWAP)结合了DECT和IEEE802.11的特点,提供了对语音和数据业务的支持,非常适合家居环境中的组网。

2 HomeRF技术

HomeRF的SWAP协议模型见图1,其协议层次与OSI网络模型有一定的映射关系,但不是完全一一对应。在SWAP中,MAC(介质访问层)对应数据链路层,在其上的协议层则根据开展的业务不同而有所差异,它用TCP/IP承载数据业务、UDP/IP承载流业务(诸如视频数据流等),同时,为了提供高质量的语音业务,还集成了DECT协议。

基于HomeRF的家庭宽带网络

2.1 物理层

HomeRF工作在2.4GHz频段,它采用数字跳频扩频技术,速率为50跳/s,共有75个带宽为1MHz的跳频信道。调制方式为恒定包络的FSK调制,分为2FSK与4FSK两种。采用调频调制可以有效地抑制无线环境下的干扰和衰落。

在2FSK方式下,最大的数据传输速率为1Mb/s,4FSK方式下,速率可达2Mb/s。最新版HomeRF2.x中,采用了WBFH(Wide BandFrequency Hopping)技术来增加跳频带宽,由原来的1MHz增加到3MHz、5MHz,跳频的速率也增加到75跳/s,当然其数据峰值也高达10Mb/s,接近IEEE802.11b标准的11Mb/s,能满足未来的家庭宽带通信。它能根据数据传输速率动态调整跳频带宽,当传输速率较低(<2Mb/s)时,采用1MHz的带宽,当速率为10Mb/s时,则用5MHz的带宽进行通信,如图2所示。

基于HomeRF的家庭宽带网络

SWAP系统的功耗非常低,100mPW就能覆盖40米左右的范围,可以实现一般用户居室和花园的无缝覆盖 。

2.2 介质访问层(MAC)

SWAP的MAC层就相当于OSI模型中的数据链路层,因此它的功能主要是完成数据帧的封装、拆封等。

如图3所示,HomeRF将一个跳频点上的大部分时间用于数据通信,同时根据激活的话音信道数目,动态地为语音业务预留一部分资源,这符合了未来家庭通信以数据为主的发展趋势。为了满足实时通信的要求,SWAP为流业务(Stream Meadia)定义了高级别的优先权,可以随时占用信道资源。丢失的语音数据包,SWAP将在下一个跳频点的起始时刻进行重传。

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