MOCA的TDMA TDD技术
余少波 博士
MOCA的物理层采用先进的自适应星座图多载波调制(ACMT)方式，即正交频分调制(OFDM)，子载波上的调制制式在BPSK、QPSK、16-256 QAM自动选择，而且子载波频率以25MHz步长捷变，抗干扰能力极强。 MOCA的MAC层(媒质访问控制层)采用时分多址/时域双工(TDMA/TDD)方式,用单一硬件既做发送也做接收,使成本较低。MAC部分的TDMA是采用软件来实现的。与一般的技术有点区别的是MOCA采用的是TDMA/TDD充分协调的MAC。下面我们就分两个方面来讲:< xmlnamespace prefix ="o" ns
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? 是TDMA/TDD(时分多址/时分双工)技术。
? 什么是充分协调的。
多址技术
多址技术允许在无线接入网内同时传输多个不同地址用户的信息，而相互不产生干扰。
1. 频分多址(FDMA)是把整个可分配的频谱划分为多个无线电信道，每个信
道可以传输一路话音或数据信息，在系统的控制下，任何一个用户都可以接
入这些信道中的任何一个。
2. 时分多址(TDMA)将时间轴划分为若干个时隙，每一个时隙传输一路语音
或数据信息。TDMA的主要特点是:?传输带宽宽。?开销大。TDMA传
输需要用户同步和时域防护带。?成本低。?接收的时隙交错。用户的发射
和接收的时隙可以不同，因而TDMA可以在一个单频信道上进行发射和接
收，成为时分双工(Time Division Duplex，TDD)。
3. 码分多址(CDMA)把用户信息符号用伪随机码进行调制，使其具有一信号
特征码，接收端再利用与发送端完全同步的相同伪随机码解调，从噪声和干
扰的信号背景中恢复所需要的信号。CDMA的主要特点是:?容量较大。
?抗干扰能力强。CDMA信号具有低功率谱密度，使其对其他窄带模拟系
统干扰很小。
一个适合同轴电缆的系统必定是在不改变现有无线频谱资源条件的前提下,能够经济地获得所需性能的系统。从目前的技术来看，采用在TDD(时分双工)模式下的TDMA(时分多址)操作是一种经济有效的解决
方案
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。所谓时分多址技术，是不同于码分多址的一种技术，简单地说，它是依靠时隙的不同来区分不同的用户。利用在每个无线信道时域里的一个定期重复的TDMA帧结构，然后再将这个帧分为几个时隙。这样，通过简单地改变上/下行链路间的转换点,便能够适应从低速率语音业务到高速率因特网业务的对称和非对称的所有业务。
为什么说是充分协调的
c.LINK的MAC是完全的协同工作方式，所以可以在各个节点之间实现高可靠性的发送调度和传输。尽管在物理层上是共享媒介的，但在逻辑网络层上是一个网格点对点连接的网络。另外，除点对点的连接外，c.LINK协议还支持广播和多播通信。
网络时钟
由于MOCA的MAC层是完全协同的，网络中的每个节点必须有一个参考时钟与系统时钟同步。在MOCA网络中，由NC来产生系统时钟。所有其它的节点，通过读取NC的系统时钟戳，将其内部时钟与系统时钟同步。
每个BEACON包含一个系统时钟戳，新的节点在包的发送和接收时，用来同步自己的内部时钟与NC的时钟。时钟戳在每个MAC帧中都要发送。
发送类型
在MAC协议中，包含控制包和数据包。控制包用于链路层的控制操作，比如同步、网络许可、保持请求和MAP等。数据包传输用户信息。另外，协议还支持检测包的传输，用来确定通道的特性。
信标(beacon)
新的节点使用新标来发现和假如MOCA网络。NC必须使用分集模式(diversity mode)和设定的最大功率来发送信标。信标必须是以非加密的方式来传送。NC发送信标采用固定的时间间隔，这个时间间隔称为称为信标同步间隔(beacon synch interval BSI)。每个信标包含有系统时间戳(system time stamp)，这样新的节点几可以用系统时间戳来同步它的内部参考时钟。
流量管理
NC通过在称为Asynchronous MAPs的控制包中，向网络中的所有节点广播发送机会信息来控制整个网络的发送工作。
一个MAP包含有在给定的时间段上的发送机会许可信息。
网络协同控制器(NC)通过使用MAP包广播发送机会给所有的节点，控制了网络中所有的发送。一个MAP包包含了在分配的时间段上发送机会。定义了每个发送的开始、持续时间、发送的类型、PHY简表、发送的起始节点和到达节点。MAP还确定了下一个MAP和信标的发送时间。
一个节点要发送数据、控制和检测包，就要一直等待到它接收到的MAP中有保留请求发送机会(reservation request transmit opportunity)，然后发送一个带宽请求给网络协同控制器(NC)。网络协同控制器(NC)处理请求后，就在后面的MAP中发出发送机会。节点就使用这个发送机会来发送一个数据包到目的节点。密度节点同样监视MAP中的发送机会，因此，它就知道在什么时候，如何接收数据包。
网络协同控制器(NC)完全控制了网络中的所有发送。对数据流量，网络协同控制器(NC)广播用称为MAP的控制帧发送机会给所有的节点。MAP包中标示了每个发送什么时候开始、持续时间、发送的类型、使用的PHY参数、以及发送的源节点和目的节点MAP的长度由网络协同控制器(NC)确定，其长度是可变的。因此，在一个BSI(信标周期)内，可能有多个MAP。
当一个节点要发送数据的时候，就等待在MAP中的发送机会，然后发送请求给网络协同控制器(NC)。网络协同控制器(NC)处理请求，在下一个MAP中给出一个发送机会。节点就使用这个发送机会发送数据包到给定的节点。接收接点也在监测MAP包，所以，它知道什么时候，谁给它发送了数据包。
链路维护
维护网络中所有节点之间的点对点和广播链路是非常重要的。由于链路的通道特性是随时随地变化的，就要进行周期性的链路维护。链路维护的操作包括周期性地接收检测包(probe)和发送检测
报告
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给发送检测包的节点。
QoS
c.LINK网络支持优先级数据包。着就保证了高优先级的数据包可以先于低优先级的数据包发送。网络协同控制器(NC)还要保证每个节点得到相同的机会来发送数据包。
链路层安全
c.LINK网络使用DES协议来进行加密。网络协同控制器(NC)负责产生和发布安全密钥。c.LINK节点使用口令来区分不同的c.LINK网络。口令用来于得到密钥和授权节点。具有相同口令的节点就形成同一个c.LINK网络，具有不同口令的节点就形成不同的c.LINK网络。
备份算法
由于网络协同控制器的作用非常的重要，c.LINK网络支持备份网络协同控制器的功能。备份网络协同控制器总是管理网络的状态，如果他检测到网络协同控制器失效，就假定自己是网络协同控制器，保持网络继续有效地工作。
网络协同控制器(NC)切换(handover)算法
网络协同控制器(NC)的切换算法，在网络协同控制器(NC)发生问
题
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不能正常工作的时候，保证网络的正常工作。一个替换的节点将自动地取代原
来的网络协同控制器(NC)的工作，变成网络中新的网络协同控制器(NC)。
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