基于MoCA协议的CLINK技术功率控制研究与实现

作者:万搏体育 发布时间:2020-11-08 22:02

  基于MoCA协议的C.LINK技术功率控制研究与实现_数学_自然科学_专业资料。基于 MoCA 协议的 C.LINK 技术功率控制研究与实现 刘 媛 1,陶智勇 2 【摘 要】摘要:MoCA 以其特有的高带宽和高性能在 EoC 中得到了广泛的应 用 。 MoCA 技 术 中 的

  基于 MoCA 协议的 C.LINK 技术功率控制研究与实现 刘 媛 1,陶智勇 2 【摘 要】摘要:MoCA 以其特有的高带宽和高性能在 EoC 中得到了广泛的应 用 。 MoCA 技 术 中 的 功 率 控 制 对 于 降 低 信 号 间 的 干 扰 起 着 重 要 作 用 , 在 Entropic 的基础上,将功率控制方式分为开环功率控制和闭环功率控制,并针 对自动功率控制算法进行研究,实现了通过 MIB 手动调节发送功率值,并通过 实验进一步理解功率控制对降低信道干扰的重要性。 【期刊名称】电子设计工程 【年(卷),期】2015(000)009 【总页数】3 【关键词】MoCA;EoC;C.LINK;功率控制 随着通信技术的高速发展,家庭网络双向化改造已经势在必行,MoCA 技术以 其优越的 QoS 特性,明确的发展路线图,高带宽、高可靠性和高成熟性在欧美 市场得到了广泛的应用[1],而且新的 1 000Mbps 的 EoC 产品也已经推出,完 全满足双向化改造的需要,因此,MoCA 技术势必将在 EoC 中得到更为广泛的 应用。在国内,MoCA 接入技术已经普及到成都、天津等地,在其他城市也有 着广阔的发展空间[2]。 1 MoCA 接入技术概述 1.1 MoCA 技术背景 MoCA 同轴电缆多媒体联盟 (Multimedia over Coax Alliance),成立于 2004 年 1 月,创立者为 Cisco、Comcast、EchoStar、Entropic、Motorola 与 NXP 等[3]。 MoCA 通过同轴电缆(Coax)来实现多媒体视频信息的传递, 该技术采用 OFDM 调制方式和 TDMA/TDD 技术,MoCA 使用 800~1 500 MHz 频段。有 15 个信道,每个信道带宽为 50 MHz,理论上最大的物理速率 为 270 Mbps,最大有效数据速率 130 Mbps。每个信道可以支持一个 NC (局端)设备,一个 NC 可以支持 31 个 CPE(终端用户)设备[4]。 1.2 MoCA 技术演进 随着信息技术的发展,MoCA 技术也在不断的改进中,其性能也得到了极大的 提高,下面对 MoCA 不同版本间的关键性能进行对比[5],如表 1 所示。 与 MoCA 1.1 相比,MoCA 2.0 的性能得到了极大的提高。MoCA 2.0 有两种 性能模式,第一种为基本模式,MAC 吞吐量为 400 Mbps 以上,PHY 速率可 以达到 700 Mbps;第二种为强化模式,通过信道捆绑,MAC 吞吐量可以达到 800 Mbps 以上,PHY 速率可以达到 1.4 Gbps[5]。但 800 MHz 以上的高频 信号在同轴电缆中的传输情况并不明朗,信号衰减难以控制[6],因此在 MoCA 技术中采用功率控制,降低信道干扰,提高信号传输质量就显得格外重要了。 2 MoCA 功率控制 2.1 功率控制算法 节点之间的信号损耗是可变的,因此需要采用功率控制来降低信噪比。开环功 率控制算法如图 1 所示,在节点认证期间,采用基于分集模式的开环功率控制, 在这期间有一个粗略功率控制的过程。随后,采用基于比特加载的外部环路功 率控制来调整功率等级。而内部环路功率控制向节点发送请求消息,请求节点 每次增加或减小 1 dB 的传输功率,以保证传输数据包的差错率最小[7]。内部 环路功率控制在一个链路维护周期中执行多次。闭环功率控制算法如图 2 所示。 2.2 自动功率控制算法 通过采用自动功率控制的方法可以实现发送端和接收端的之间的功率控制。本 文将自动功率控制算法分为两个阶段,Coarse(粗略)功率控制和 Fine(精确) 功率控制。 2.2.1 Coarse 功率控制 粗略功率控制的目的是调整网络协调器(NC)和客户端之间的初始化功率。当 一个客户端第一次加入网络中时,需要从 NC 那里得到一个信标(Beacon)。 客户端根据接收到的信标信号的强度粗略地计算功率控制幅度,然后客户端向 NC 发送含有这一控制信息的消息,使得 NC 在随后发送的数据包受到控制。 这种控制信息是通过坚韧的调制方式进行传输,例如 QPSK 或 BPSK。同样的, 在客户端也可以采用与 NC 相同的方法。 2.2.2 Fine 功率控制 精确功率控制算法通过调整发射功率的电平,成为了调制配置过程的扩展部分, 直到当前 PHY 速率与目标 PHY 速率之间的误差在+/-10 Mbps 以内,而默认 的 PHY 速率为 235Mbps。 精确功率控制算法如下: 一台设备为了正常地完成调制配置过程以及与其他所有节点连接而探测 PHY 速 率。在调制配置过程的最后,如果调制配置报告显示已经连接的节点的 PHY 速 率高于目标 PHY 速率,那么在下一次的调制配置过程中,发送功率电平将被减 少 1 dB,这一过程将持续到 PHY 的速率与目标 PHY 速率的误差保持在+/-10 Mbps 以内。 2.3 功率控制参数 2.3.1 发送功率 TxPower 是一个相对度量值,其值的范围为:0-10。在 Entropic ECB 的设计 中,当 TxPower 的值减少 1 时,其输出功率大约减小 3 dBm。即当 TxPower 的值为 10 时,输出功率为 2 dBm,TxPower 的值为 0 时,输出功率为-28 dBm。 2.3.2 信标发送功率 过高的信标发送功率会干扰在同轴电缆上传输的视频信号。据统计,任何设备 的任何信道都会受到来自于同轴电缆网络的干扰。NC 设备的信标功率可以实 时地减小,而不需要重启。如果不是 NC 设备,一旦该设备由于切换而成为 NC,那时新的信标功率才会被采用,信标功率对照表如表 2 所示。 如果节点之间采用不同形式的自动功率控制算法,就可能无法构成网络。为了 符合 MoCA 的认证,功率控制必须有效,所以节点之间最好采用相同的功率控 制算法。 3 功率控制的实


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