基于HomeRF的家庭寬帶網(wǎng)絡(luò)

摘　要】討論了HomeRF技術(shù)的原理和機(jī)制，并與其它幾種家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作了比較。

1 引　言

為了解決消費(fèi)類(lèi)電子設(shè)備（如PC機(jī)、可視電話(huà)、無(wú)繩電話(huà)、PDA等）之間互聯(lián)的問(wèn)題，使它們之間能實(shí)現(xiàn)信息共享，各種家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

目前最引人注目的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有HomeRF、Bluetooth、IEEE802．11(b)及HomePAN等。由ITU贊助，在Compaq、Intel、Philips、HP、IBM和Microsoft等幾大公司的參與下，HomeRF工作小組致力于實(shí)現(xiàn)PC與其它來(lái)自不同國(guó)度、不同制造商的家用電器設(shè)備之間的數(shù)字通信。它制定的共享無(wú)線接入?yún)f(xié)議（Share Wirle ss Access Protocol，SWAP）結(jié)合了DECT和IEEE802．11的特點(diǎn)，提供了對(duì)語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持，非常適合家居環(huán)境中的組網(wǎng)。

2 HomeRF技術(shù)

HomeRF的SWAP協(xié)議模型見(jiàn)圖1，其協(xié)議層次與OSI網(wǎng)絡(luò)模型有一定的映射關(guān)系，但不是完全一一對(duì)應(yīng)。在SWAP中，MAC（介質(zhì)訪問(wèn)層）對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)鏈路層，在其上的協(xié)議層則根據(jù)開(kāi)展的業(yè)務(wù)不同而有所差異，它用TCP/IP承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、UDP/IP承載流業(yè)務(wù)（諸如視頻數(shù)據(jù)流等），同時(shí)，為了提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，還集成了DECT協(xié)議。

2．1 物理層

HomeRF工作在2.4GHz頻段，它采用數(shù)字跳頻擴(kuò)頻技術(shù)，速率為50跳/s，共有75個(gè)帶寬為1MHz的跳頻信道。調(diào)制方式為恒定包絡(luò)的FSK調(diào)制，分為2FSK與4FSK兩種。采用調(diào)頻調(diào)制可以有效地抑制無(wú)線環(huán)境下的干擾和衰落。

在2FSK方式下，最大的數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s，4FSK方式下，速率可達(dá)2Mb/s。最新版HomeRF2.x中，采用了WBFH（Wide BandFrequency Hopping）技術(shù)來(lái)增加跳頻帶寬，由原來(lái)的1MHz增加到3MHz、5MHz，跳頻的速率也增加到75跳/s，當(dāng)然其數(shù)據(jù)峰值也高達(dá)10Mb/s，接近IEEE802．11b標(biāo)準(zhǔn)的11Mb/s，能滿(mǎn)足未來(lái)的家庭寬帶通信。它能根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸速率動(dòng)態(tài)調(diào)整跳頻帶寬，當(dāng)傳輸速率較低（＜2Mb/s）時(shí)，采用1MHz的帶寬，當(dāng)速率為10Mb/s時(shí)，則用5MHz的帶寬進(jìn)行通信，如圖2所示。

SWAP系統(tǒng)的功耗非常低，100mPW就能覆蓋40米左右的范圍，可以實(shí)現(xiàn)一般用戶(hù)居室和花園的無(wú)縫覆蓋 。

2．2 介質(zhì)訪問(wèn)層（MAC）

SWAP的MAC層就相當(dāng)于OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層，因此它的功能主要是完成數(shù)據(jù)幀的封裝、拆封等。

如圖3所示，HomeRF將一個(gè)跳頻點(diǎn)上的大部分時(shí)間用于數(shù)據(jù)通信，同時(shí)根據(jù)激活的話(huà)音信道數(shù)目，動(dòng)態(tài)地為語(yǔ)音業(yè)務(wù)預(yù)留一部分資源，這符合了未來(lái)家庭通信以數(shù)據(jù)為主的發(fā)展趨勢(shì)。為了滿(mǎn)足實(shí)時(shí)通信的要求，SWAP為流業(yè)務(wù)（Stream Meadia）定義了高級(jí)別的優(yōu)先權(quán)，可以隨時(shí)占用信道資源。丟失的語(yǔ)音數(shù)據(jù)包，SWAP將在下一個(gè)跳頻點(diǎn)的起始時(shí)刻進(jìn)行重傳。