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無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)泛在接入技術(shù)( 四 )

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網(wǎng)絡(luò)層基于異構(gòu)無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的特點，使用分布式Mesh路由機制 。這種技術(shù)比起傳統(tǒng)的點對多點通信技術(shù)具有諸如節(jié)能、自配置、自愈性和易擴容等很多優(yōu)勢 。
數(shù)據(jù)鏈路層之上使用通用鏈路層，它的主要作用包括：
(1)作為多種接入技術(shù)匯聚子層，對上層提供統(tǒng)一的接口，屏蔽下層多種接入環(huán)境 。
(2)控制和補充各種接入技術(shù)的MAC層功能，即盡可能地有效利用多系統(tǒng)無線資源治理分配的無線資源 。
控制部分使用多系統(tǒng)間的分布式無線資源治理，有效利用無線資源，保證異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)下的多種業(yè)務(wù)的QoS 。同時考慮功率控制、網(wǎng)絡(luò)安全信息等的治理 。在這種異構(gòu)無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，需要采用一些要害技術(shù)，比如感知無線電技術(shù)、無線Mesh技術(shù)等等 。
2.1感知無線電
感知無線電(CR)技術(shù)是軟件無線電技術(shù)的演化，是一種新的智能無線通信技術(shù)，它具有智能性，能夠使無線設(shè)備及其天線感知其所處的射頻(RF)環(huán)境，并在必要時調(diào)節(jié)所使用的頻帶以避免發(fā)生干涉，從而指導(dǎo)軟件定義無線電(SDR)選擇正確的執(zhí)行方式和參數(shù) 。
感知無線電的基本原理在于傳輸信號時，首先要分析無線傳輸場景 。在無線場景下發(fā)送端產(chǎn)生的激勵一般都是非穩(wěn)態(tài)的空時信號，過程主要由空時處理完成 。在接收端，通過判定不同頻段下的干擾大小，檢測干擾小的可用頻段，并且做出對一些傳輸參數(shù)進(jìn)行調(diào)整的判決 。接收端所有的這些信息然后反饋到發(fā)送端，用于控制發(fā)信信號的功率和占用的頻譜等 。另外，對于時分復(fù)用模式，考慮到無線信道的互易性，可以應(yīng)用自適應(yīng)天線波束形成技術(shù)進(jìn)行干擾抑制 。
在無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)中，由于物理層一般可使用UWB設(shè)備，它具有占用寬帶寬的特色，通過使用感知無線電技術(shù)，進(jìn)行動態(tài)頻譜分配，調(diào)整射頻端的發(fā)射功率，從而避免強的干擾，提高泛在網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)性能 。
2.2無線網(wǎng)狀網(wǎng)
對于無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)來說，各種終端將組成一個分布式無線網(wǎng)絡(luò) 。在目前的分布式網(wǎng)絡(luò)研究領(lǐng)域，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有望給無線寬帶領(lǐng)域帶來重大變革 。在無線Mesh拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，網(wǎng)絡(luò)中的每個節(jié)點都具備路由的功能，每個節(jié)點只和鄰近節(jié)點進(jìn)行通信，因此是一種自組織和自治理的網(wǎng)絡(luò) 。實際上，無線Mesh網(wǎng)絡(luò)更像是Internet本身的一種無線版本，分組數(shù)據(jù)從一個路由到另一個路由進(jìn)行傳遞直至到達(dá)其目的地 。這些特點使無線Mesh網(wǎng)絡(luò)比起傳統(tǒng)的點對多點通信網(wǎng)具有諸如節(jié)能、自動配置和易擴容等優(yōu)勢，很多公司如諾基亞公司、北電公司等開始將無線Mesh技術(shù)用于寬帶網(wǎng)絡(luò)接入(相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.11n)，并且相關(guān)的無線路由器等產(chǎn)品也已開始商用[4] 。
目前，無線Mesh仍處于要害技術(shù)研究與初步應(yīng)用階段，在IEEE802各無線接入標(biāo)準(zhǔn)化組織中都有涉及，IEEE802.15已成立了無線個域網(wǎng)Mesh工作組(TG5WPAN Mesh Networking) 。無線Mesh技術(shù)應(yīng)用于基于UWB、藍(lán)牙或其他接入技術(shù)的異構(gòu)無線接入網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián)互通，其潛在優(yōu)勢和可能取得的技術(shù)性突破包括：
通過中繼拓展無線數(shù)字家庭網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍 。
可用帶寬隨節(jié)點數(shù)的增多而增加，從而提高頻譜利用率，增加系統(tǒng)容量 。
初期建設(shè)費用低，無需復(fù)雜中繼基礎(chǔ)設(shè)施的安裝 。
網(wǎng)絡(luò)具有可伸縮性，易擴容 。
分布式自配置、自組織 。
多路由選擇，增強系統(tǒng)柔韌性和自愈能力 。
2.3通用接入點鏈路轉(zhuǎn)換機制
在異構(gòu)無線家庭網(wǎng)絡(luò)中，通用接入點負(fù)責(zé)不同模式的無線家庭網(wǎng)絡(luò)間的數(shù)據(jù)傳遞與轉(zhuǎn)發(fā)，因而通用接入點需要具備與不同無線家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進(jìn)行通信的功能，同時還要具備與外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的功能(有線或無線方式) 。通用接入點應(yīng)被設(shè)計為可軟件配置的多模設(shè)備，支持與多個無線家庭網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)通信 。目前解決方法為，在物理層和MAC層之上，加入通用鏈路層(GLL)，如圖3所示 。

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