Подробности

Родительская категория: Технологии беспроводной связи

Категория: DECT

Обзор стандарта DECT

История стандарта DECT

Ещё в начале 1980-х годов, когда беспроводные аналоговые телефоны начали доходить до европейских рынков с Дальнего Востока, инженеры осознали что телефония станет лучше благодаря переходу от аналогового стандарта к цифровому.

К концу 1987 года появилось две технологии, стремящиеся к выполнению этой задачи: английский стандарт CT2 и шведский CT3. Но в целях единства Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) принял решение о создании единого стандарта, который возьмёт лучшее от двух предшествующих. Так в 1992 г был официально опубликован новый беспроводной стандарт – DECT (англ. Digital Enhanced Cordless Telecommunications) – стандарт цифровой беспроводной связи. Этот стандарт радиодоступа эффективно использует полосу радиочастот и открывает новые приложения беспроводной связи для дома, офиса и частных локальных коммерческих зон.

Архитектура системы DECT

Рис. 1 Архитектура DECT-системы

Контроллер предназначен для сопряжения DECT-системы с внешними сетями, например, городской АТС. В некоторых случаях для этих целей используются специальные устройства – конвертеры протоколов.

БС – базовая станция DECT обеспечивает требуемое радиопокрытие. БС DECT подключается к контроллеру по одной или двум парам проводов. Она представляет собой приемопередатчик, обеспечивающий одновременную работу по 4 – 12 частотным каналам, работающий на две пространственно разнесенные антенны. БС DECT выполняются в двух вариантах – для внутреннего и наружного размещения.

УД – устройства доступа представляют собой телефон DECT или стационарный абонентский терминал, который иногда именуется «радиорозеткой».

Основные технические характеристики стандарта DECT

Табл. 1 Основные технические характеристики стандарта DECT

Радиоинтерфейс стандарта DECT основывается на следующих технологиях:

1)      Multi Carrier – радиодоступ с использованием нескольких несущих;

2)      Time Division Multiple Acces – принцип множественного доступа с временным разделением каналов;

3)      Time Division Duplex – дуплексная связь с временным разделением.

Технология DECT использует 10 частотных каналов (MC - Multi Carrier) в диапазоне 1880-1900 МГц. Временной спектр для DECT подразделяется на временные фреймы, повторяющиеся каждые 10 мс. Фрейм состоит из 24 временных слотов, каждый из которых индивидуально доступен (TDMA - Time Division Multiple Access), слоты могут использоваться либо для передачи либо для приёма. Для облегчения реализаций базового стандарта DECT временной фрейм в 10 мс разделяется на две половины (TDD – Time Division Duplex); первые 12 временных слота используются для передачи фиксированной части («связь вниз»), а остальные 12 – для передачи носимой части («связь вверх») (рис. 2).

Рис. 2. Временной фрейм технологии DECT 

Динамическое распределение и выбор канала в технологии DECT

Вместо частотного планирования сети используется механизм Непрерывного Динамического Выбора и Распределения Каналов (CDCS/CDCA). Суть этого механизма заключается в том, что каналы выбираются динамически из всего набора каналов по следующим показателям: качество прохождения сигнала и уровень помех. Причём канал не закрепляется за соединением на всё время, он может меняться по мере необходимости. Происходит это следующим образом:

Каждая базовая станция DECT непрерывно сканирует все 120 частотных каналов, измеряет уровень принятого сигнала (RSSI – Received Signal Strength Indicator) (низкие значения мощности сигнала означают свободные каналы без помех, а высокие значения означают занятые каналы или каналы с помехами) и выбирает канал с минимальным уровнем помех. В этом частотном канале базовая станция DECT излучает служебную информацию, которая, в числе прочих, содержит данные:

1) Для синхронизации телефона DECT;

2) Об идентификаторе системы;

3) О возможности системы;

4) О свободных каналах;

5) Пейджинг.

Анализируя эту информацию, телефон DECT находит свою базовую станцию и прописывается к ней. При выходе из зоны действия одной базовой станции DECT происходит поиск следующей. Т.о., телефон всегда приписан к той или иной базовой станции своей или дружественной системы. Далее телефон синхронно с базовой станцией начинает непрерывно сканировать все 120 каналов и измерять силу сигнала в каждом из них. Номера каналов с наименьшими RSSI заносятся в память. Одновременно в памяти находятся не менее двух таких каналов.

При необходимости организации исходящей связи телефон направляет запрос базовой станции DECT, к которой она в данный момент приписан, предлагая установить связь в одном из свободных, с точки зрения телефона, каналов. Если этот канал отвергается базовой станцией, то телефон предлагает следующий из списка свободных. После согласия базовой станции на установление соединения по одному из предложенных каналов происходит обмен сигнализационной и другой служебной информацией, а затем установление соединения и разговор.

Организация входящей связи осуществляется аналогичным образом. Радиотелефон DECT непрерывно анализирует «пейджинговое» сообщение на наличие «своего» входящего вызова. После распознавания входящего вызова он посылает запрос на установление связи в одном из свободных каналов. Таким образом, выбор канала для установления соединения происходит динамически и только по инициативе и под управлением телефонной трубки DECT. Этот механизм называется непрерывным динамическим выбором канала (CDCS).

Канал, в котором происходит разговор, не является выделенным на всё время соединения. По тем или иным причинам (например, ухудшение качества связи при перемещении трубки в зону «тени») радиотелефон может сменить его. При этом радиотелефон DECT выбирает канал из списка свободных и предлагает его базовая станция. При согласовании с базовой станцией DECT происходит переход на новый канал. Переход может происходить и по инициативе базовой станции. При этом она о своем желании перейти на новый канал сообщает радиотелефонной трубке, далее всё происходит так, как описано выше, т.е. выбор нового канала осуществляется радиотелефоном. Этот механизм называется непрерывным динамическим распределением каналов (CDCA).

Хэндовер в стандарте DECT

Благодаря Непрерывному Динамическому Выбору и Распределению Каналов и возможностям DECT, обеспечивающим хэндовер без прерывания связи, АС может уходить от соединения, содержащего помехи, устанавливая второе соединение на вновь выбранном канале либо с той же базовой станцией (внутрисотовый хэндовер), либо с другой базовой станцией (хэндовер между сотами). Эти два радиосоединения временно поддерживаются параллельно, при этом передаётся идентичная речевая информация, и в то же время анализируется качество соединений. По прошествии некоторого времени базовая станция определяет, у какого радиосоединения лучше качество, и освобождает другой канал. Если АС перемещается из одной соты в другую, мощность получаемого сигнала базовой станции, измеряемая с помощью динамического выбора и выделения канала носимой частью, будет постепенно уменьшаться. Мощность сигнала базовой станции DECT, обслуживающей соту, в направлении которой движется АС, будет постепенно возрастать. В тот момент, когда сигнал новой базовой станции становится сильнее сигнала старой базовой станции, происходит хэндовер без прерывания связи к новой БС. Этот процесс остаётся незамеченным для пользователя, т.к. не происходит прерывания связи.

Применение разнесённых антенн в DECT

Однако хэндовер происходит недостаточно быстро, чтобы противодействовать ситуациям быстрого замирания. Для борьбы с быстрыми интерференционными замираниям (БИЗ) стандартом DECT предусматривается механизм пространственного разнесённого приёма. БИЗ возникают в результате интерференции нескольких лучей в точку приёма, которая перемещается относительно базовой станции. В результате чего меняется разность хода между этими лучами и, как следствие этого, уровень суммарного сигнала претерпевает колебания, которые могут достигать 30дБ и более. При использовании двух пространственно разнесённых антенн разность хода лучей от каждой из них в точке приёма будет различной. К каждой базовой станции подключаются две коммутируемые пространственно разнесённые в горизонтальной плоскости антенны, причём разнос антенн в офисных системах приблизительно равен λ (длине волны), а в WLL (Wireless Local Loop) системах (системах фиксированного радиодоступа) – 10λ. Поэтому эффективность этого метода в офисных системах сказывается при малых удалениях. В системах WLL АС стационарны и причина замираний заключается в воздействии эффекта рефракции на разность хода прямого и отражённого лучей. Из теории известно, что при разносе антенн на 10λ и более суммарные сигналы, принимаемые каждой из антенн практически не коррелированны.

Читайте также:

Организация протоколов и безопасность в DECT

Новая книга по мобильной связи "Мобильная вязь на пути к 6G"

Профили приложений DECT и основные виды DECT систем

Bluetooth

ZigBee

WiFi

Обучение

{jcomments on}