在構建有效網絡的基礎上，還需要考慮怎樣實現網絡內部公平有效的資源共享，這就需要為網絡架構配備合理的資源分配機制—— 媒體訪問控制(MAC)層協議。

智能RoF 網絡MAC 層協議目前尚沒有統一的標準[4]，國際研究主要集中在對傳統的無線通信標準如Wi-Fi、WiMAX 的MAC 協議改進其響應時間等相關參數以抵消光纖引入的時延從而使其適用于光纖無線電系統。然而在實際的RoF 系統中，由于信號的衰減使得傳統的分布式的載波偵聽多點接入/沖突避免(CSMA/CA)的協議喪失有效性。因此，提出專為RoF 系統設計的MAC 層協議勢
在必行。

我們提出基于光載無線網絡動態可重構屬性的MAC 層協議的新模型[5]。主要包括設計采用了頻率和時間雙重屬性因子的混合MAC 層協議，將光纖引入的額外時延考慮進MAC 層協議設計中，利用時間同步補償技術，實現各遠端天線單元的邏輯準同步，從而通過加入頻率標識，支持光載無線網絡動態可重構屬性。

在上述混合MAC 幀結構基礎上，我們進一步提出了低功耗動態可控MAC 幀結構[6]，圖6 所示為MAC幀結構，圖6(a)和(b)分別是下行MAC幀結構和上行MAC 幀結構。通過在MAC 幀結構中設計天線控制域“( on-off”域)實現對子天線工作/非工作狀態的集中管控，進而降低能耗。通過將光纖引入的額外時延考慮進MAC 層協議設計中，利用時間同步補償技術，實現各RAU 的邏輯準同步。上述動態可控MAC 層協議模型解決了微波和光波協同作用下分布式ROF 網絡中多小區、多用戶、寬帶化泛在化接入問題，降低了ROF 網絡的能耗。

圖6 MAC幀結構

3 動態可重構智能光載無線系統

RoF 最主要的功能是實現光纖與無線的相互融合，從而實現寬帶、高速和無線化的信息傳遞。這就需要搭建高效經濟的RoF 系統將射頻信號加載到光載波上，并經遠距離傳輸，在基站通過寬帶天線實現點對點多業務無線信號的傳送。

3.1 認知、協同與低能耗的智能RoF系統

RoF 系統與生俱來的中心處理機制，使多信道無線信號的聯合處理以及分布式動態可重構光載無線接入成為可能。通過最大程度的利用有限的頻譜資源、時隙資源以及功率資源，可實現靈活、高效、低耗能的無線通信接入。

我們基于RoF 系統的中心處理機制，提出并搭建了具有認知、協同及低能耗的分布式動態可重構光載無線接入系統。系統在中心站同時控制多小區、多信道的頻譜與時隙資源，利用遠端天線收集各個小區和信道的使用狀況，將資源合理搭配，實現動態可重構屬性，使資源得到最大程度的利用。

所提分布式系統具有認知、協同與低能耗3 個特點。其中認知指的是中心站通過遠程天線單元了解天線所在小區的無線信道使用狀況，并以此計算分配資源方案；協同則是指在計算出最優化資源分配方式后，中心處理器將調度命令發送至系統設備，通過對微波和光波資源的控制實現資源的調度和網絡的動態可重構屬性；低能耗則是指由于中心站的資源由多個小區共同分享，因而減小了每個小區的設施，同時可在整個系統業務需求小時，關閉部分冗余設備和資源的功能，以節約能源。

3.2 有線無線資源聯合調度的智能RoF 系統

RoF 中有線無線資源的聯合調度是指同時考慮有線網絡和無線網絡的資源調度，從而最大化RoF 網絡的資源利用率，主要內容包括兩部分：算法部分和協議部分。

算法部分主要針對智能RoF 網絡的路由算法進行資源調度。我們提出了聯合路由算法來實現RoF 網絡中有線無線資源的聯合調度，從而實現端到端的全局最優路徑。聯合路由算法的主要思想為：把光網絡和無線網絡分為兩個域，在中心站(CO)中構建出3 個路徑計算單元(PCE)，其中兩個子PCE 分別負責光網絡域和無線網絡域的算路，父PCE 負責協調兩個域的路徑計算，當業務到來時，通過子PCE 和父PCE 之間的信息交互，可以實現分布式環境下RoF 網絡中的全局最優路徑。

協議部分主要針對智能RoF 網絡的MAC 協議進行資源調度。當無線網絡接入一個新的連接請求時，除了考慮無線側的資源分配外，還需要考慮排隊時間和注冊時間的影響，從而實現為業務分配合適的光波資源，達到微波光波資源的聯合調度。該方法僅僅從時延造成的影響方面研究了微波光波資源的聯合調度，實際上，當多個用戶競爭資源時，吞吐量和公平性問題也需要加以考慮以達到更高的網絡資源利用率，從而實現微波光波資源的聯合調度。

4 智能RoF 關鍵單元器件技術

在傳統的無線通信系統中，大部分微波信號處理功能是在基站中通過電信號處理器來完成，從而受到諸多成本和帶寬的限制。光載無線系統中功能集中化的配置和光電域的轉換使得在中心局可以完成一些全光微波信號的處理功能。這就需要為RoF 系統配備相應的組成器件，從而適應RoF 系統信號處理頻域提升和業務集中的特點。

4.1 光載寬帶無線信號的頻譜感知

探測泛在環境下微波信號的載頻大小，進行信息的獲取、處理和分析，是實現寬帶接入與泛在感知的關鍵。微波光子頻譜分析與感知正是基于此發展起來的一項關鍵技術，它利用微波光子技術瞬時寬帶處理能力強、質量輕、損耗小、抗電磁干擾能力強等一系列優點，實現了寬帶微波的瞬時處理與測量，給微波信號的頻譜分析與感知開辟了一條新的研究思路。通過基于相干信道化及基于光子壓縮采樣的瞬時頻率測量，實現了多頻點、寬帶的頻譜感知與分析。

基于相干信道化瞬時多頻點頻譜分析與感知方法：我們提出了通過在光域實現一級濾波，在微波域實現二級濾波，最后通過數字信號處理的方式對大帶寬、多頻點和高精度的信號進行感知處理的技術。基于光子壓縮采樣的瞬時多頻點頻譜分析與感知方法：我們采用壓縮采樣理論這一新穎的信號處理手段，利用微波信號在頻譜上高度稀疏的特性，通過低速ADC 采樣實現了對寬帶微波信號頻率測量。