ровая сотовая технология с высокой канальной емкостью. Радиус соты достигает нескольких километров в зависимости от конфигурации системы и конкретных областей применения [6].

Стандарт DECT обеспечивает передачу телефонных сообщений, а также широкий диапазон услуг для передачи данных, включая ISDN. По желанию речь и данные могут быть зашифрованы.

Оборудование DECT может быть реализовано в виде портативного переносного телефона, а также целой системы, обеспечивающей полный набор телефонных услуг для большого города.

Следует обратить внимание на различие между технологией доступа и системами подвижной радиосвязи (СПР) - такими, как NMT, TACS, GSM. В СПР мобильный телефон может обращаться только к той сети, которая является частью самой СПР. Стандарт DECT, являясь общей технологией доступа, обеспечивает возможность подключения к множеству различных локальных и глобальных сетей, которые не являются частью системы DECT. Все свойства и сервисные возможности самих локальных или глобальных сетей остаются доступными для абонентов. Стандарт DECT сохраняет пользователю все предоставляемые сетью услуги, добавляя возможность мобильности.

Стандарт DECT отличается некоторыми особенностями, позволяющими выгодно его использовать операторам связи и абонентам.

Эталонная модель DECT. Универсальный характер классической семиуровневой эталонной модели OSI/ISO позволяет строить на ее основе другие модели, которые, следуя традиции, также называют эталонными (reference model). Не искпючением является и система DECT (рис. 18.9), причем ключевые функции эталонной модели DECT сосредоточены на трех нижних уровнях: физическом, канальном и сетевом.

Канальный уровень разделяется на подуровни DLC {Data Link Control) и MAC (Media Access Control), что обусловлено различием требований к качеству обслуживания и характеристикам каналов связи. Поскольку технология DECT предназначена в основном для организации абонентского доступа, в эталонную модель DECT вкпючено лишь небольшое число функций прикладного уровня, в том числе шифрование.

МАС-уровень отвечает за процедуры, сообщения и протоколы, обеспечивающие управление радиоресурсами, т.е. за установление, поддержание и разрыв соединений, динамический выбор каналов, хэндовер, контроль качества и др. В функции DLC входит коррекция ошибок, которые могут проявиться на сетевом уровне в каналах передачи данных.

Стек протоколов выше МАС-уровня разделяется на две параллельные плоскости - управления (С-плоскость) и передачи йбонент-ского трафика (U-ллоскость). В эталонной модели DECT на сетевой уровень возложены все функции, связанные с сигнализацией, управ-

С-плоскость

Сигнали- Взаимодействие с зация другими сетями

□ □

4 ♦

Сетевой уровень DLC-уровень

и-плоскость

Взаимодействие с прикладными службами

□ □□□

Среда управления нижними уровнями (LLME)

МАС-уровень

♦ ♦ ♦ ♦

DLC-уровень

Физический уровень

о. >1

О а. >1

с; ш

Рис. 18.9. Эталонная модель DECT и ее соответствие эталонной модели OSI

лением вызовами, поддержанием мобильности. Но они реализуются лишь в С-плоскости - абонентские данные в U-плоскости не обрабатываются, т.е. в данной плоскости сетевой уровень отсутствует. Это означает, что сети DECT легко интегрируются с другими системами, а способы их взаимосвязи могут быть различными.

Управление взаимодействием трех нижних уровней модели возложено на так называемую среду управления нижними уровнями (LLME - Lower Layer Management Entity). В этой среде реализуются процедуры генерации соединения и разъединения физических каналов (bearer), отбора пригодных для связи физических каналов, а также оценивается качество принимаемых сигналов.

На физическом уровне (PHL) выполняются функции организации связи по радиоканалам, т.е. модуляция/демодуляция сигналов, управление сменой частоты, распределение интервалов доступа, управление мощностью передатчика, установление синхронизации. Необходимо обеспечить такое децентрализованное использование выделенного системе общего ресурса (120 дуплексных каналов), которое позволило бы избежать конфликтов при захвате канала и минимизировать помехи.

Основой технологии DECT является гибридный метод доступа MC/TDMA/ TDD (МС - Multi-Carrier), обеспечивающий не только час-

тотно-временное разделение каналов, но и передачу на одной несущей сигналов базовых и мобильных станций (в разных временных интервалах одного и того же кадра). Это позволяет не только решить задачу управления ресурсом, но и упростить абонентскую аппаратуру (за счет искпючения входного фильтра, разделяющего тракгы приема и передачи).

Поскольку излучаемая мощность мобильных станций достаточно мала (около 10 мВт), а значит, взаимные помехи абонентов ничтожны, на ограниченной территории можно разместить большое число базовых станций. Таким образом, на распределение общего ресурса системы будут влиять три фактора - положение в пространстве БС и абонентов, временные и частотные характеристики.

Для связи между базовыми (RFP - Radio Fixed Part, БС) и абонентскими станциями (РР - Portable Part, AC) выделены 10 несущих частот в диапазоне 1880-1890 МГц. Среднее значение частоты может быть найдено по ее номеру п с помощью простой формулы

fc =/о- 1,728л,

где fo = 1879,344 МГц.

Передача двоичного символа 1 осуществляется на частоте fc + 288 кГц, а символа О - на частоте f - 288 кГц. При работе станции максимальное отклонение несущей от ее номинального значения не превышает 50 кГц. В качестве основного вида модуляции используется гауссовская частотная манипуляция (GFSK -Gaussian Frequency Shift Keying). Она представляет собой обычную манипуляцию FSK с низкочастотной фильтрацией на входе, обеспечивающей сглаживание формы входных импульсов по гауссов-скому закону (ВТ = 0,5). Заметим, что если индекс модуляции равен 1/2 и обеспечивается когерентная демодуляция со сглаживанием, то данный вид модуляции может быть преобразован в GMSK. Таким образом, принципиально в DECT может быть использована и GMSK-модуляция, однако, чтобы не усложнять абонентские приемники, когерентные методы демодуляции/модуляции сигналов в DECT обычно не используются.

Стандарт не предусматривает установки в аппаратуре DECT корректоров межсимвольных искажений. При заданной скорости передачи 1152 кбит/с длительность одного бита составляет около 0,9 мкс, что сопоставимо с задержкой при распространении радиоволн на трассе длиной 300 м. В случае многолучевого распространения разброс по задержке может оказаться столь большим, что возникнут межсимвольные искажения, а следовательно, устойчивый прием не будет обеспечиваться даже при значительном увеличении мощности передатчика. Когда производитель указывает, что его абонентский DECT-терминап поддерживает дальность связи до 5 км, нужно пони-

мать: это достижимо лишь в пределах прямой видимости (скажем, в зданиях дальность связи составляет 50-100 м).

Увеличение дальности связи не может быть достигнуто только за счет повышения мощности передатчиков абонентских станций. Потребуется дополнить абонентские терминалы корректорами межсимвольных искажений, что приведет к их усложнению.

Структура кадра. В стандарте DECT основными элементами, определяющими канальную структуру, являются мультикадр, кадр и временные интервалы. В одном кадре длиной 10 мс может быть передано 11 520 бит. Мультикадр образуется за счет объединения 16 кадров. Соответственно, его длина равна 160 мс, а объем передаваемых данных увеличивается до 18,432 Мбит. Полный кадр разделен на 24 временных интервала, каждый длительностью около 417 мкс (рис. 18.10).

Функционально все интервалы разбиты на две группы - длительностью по 5 мс. В первую группу входят интервалы с номерами 0-11, выделенные для организации связи в направлении от базовой станции к абонентской (линия вниз ). Вторая группа, состоящая из интервалов с номерами 12-23, выделена для организации связи по обратному каналу (линия вверх ).

Между интервалами приема и передачи существует жесткая взаимосвязь. Например, если базовая станция передает данные в к-и интервале [к = 0-11), абонентская станция должна отвечать только

Мультикадр

Кадр

Канальньж интервал

24 временных интервала = 10 мс

Пакеты

Линия вниз /=417 мс

240 бит

240 бит

Линия вверх

240 бит

240 бит 240 бит 240 бит

О 31 179 239

Пакет РОЗ

О 31

Пакет Р80 Рис. 18.10. Структура DECT-кадра

В (/f + 12) интервале на той же рабочей частоте. Такой принцип организации связи соблюдается на каждой из 10 несущих частот.

Передача речи в стандарте DECT осуществляется в пакетном режиме. В каждом кадре передается один пакет длиной 320 бит. При этом существует множество вариантов формирования пакетов, передаваемых по DECT-каналам. Результирующая информационная скорость в канале составляет 32 кбит/с (320 бит/10 мс). Кроме информационного пакета полный кадр, состоящий из 480 бит, включает в себя синхрокод (32 бита), код сигнализации (48 бит), код защиты от ошибок (16 бит), проверочные символы (4 бита) и защитный интервал (60 бит).

Важную роль в кадре играет защитный интервал, позволяющий исключить перекрытие пакетов в соседних каналах, которое может происходить из-за значительного разброса по времени задержки при плохих условиях распространения радиоволн. Кроме того, определенный запас по времени необходим для включения/выкпючения передатчика, смены рабочей частоты и т.п.

Гибкая канальная структура стандарта DECT позволяет разделять полный временной интервал на два интервала половинной длины (по 240 бит). И наоборот, можно объединять два полных интервала (960 бит), увеличивая скорость передачи до 64 кбит/с, т.е. в 2 раза.

Для передачи разных типов трафика используются различные типы физических пакетов, которые обозначаются в DECT как Р, где к -число, идентифицирующее тип пакета. Так, короткий физический пакет РОО используется базовой станцией при передаче в режиме радиомаяка, т.е. при транспортировке коротких широковещательных сообщений. В этом случае задействуются только 96 бит из 480, а остальные позиции остаются пустыми. Заметим, что столь большой защитный интервал необходим на начальной фазе установления соединения, когда абонентская станция еще не синхронизирована и возможно появление помех от других станций.

Существуют и так называемые половинные пакеты, для передачи которых требуется только половина кадра (240 бит). Примером может служить пакет Р08у, где= 1 или 2.

В случае использования сдвоенных интервалов для обмена информацией применяется пакет Р80, состоящий из синхропакета (32 бита), поля данных (872 бита) и защитного интервала длительностью 60 бит.

Типовым для системы DECT является пакет Р32, который служит для передачи данных и речи (рис. 18.11). Он состоит из четырех типов полей: S - синхронизации (32 бита), D - данных (388 бит), X -проверочных символов (4 бита) и Z - защитного интервала (60 бит). Длина поля данных D зависит от вида передаваемой информации и для разных типов пакетов различна.

О 31 419 428 479

64 бита 324 бита

О 7 47 63

Рис. 18.11. Структура типового пакета Р32

D-поле в пакете Р32 подразделяется на две части: пакет спужебной информации (64 бита) размещен в А-поле, а полезная информация вместе с проверочными символами заполняет В-поле (324 бита). Управляющее А-поле состоит из трех секций: заголовка (8 бит), служебных данных МАС-уровня (40 бит) и избыточного кода R-CRC (16 бит). Заголовок А-поля содержит четыре признака: ТА - указатель типа логического канала, 01, 02 - показатели качества канала, ВА - указатель типа информации в В-поле (защищенные/незащищенные данные, сигнализация). Вьюокая помехозащищенность заголовка достигается за счет использования избыточного цикпического кода R-CRC (16 бит), позволяющего исправлять до пяти случайных ошибок и обнаруживать пакеты ошибок длиной до 16 бит (или большей длины, если число ошибок четное).

Если при передаче в канапе данных задействован помехозащи-щенный режим, то поток данных из 324 бит раздепяется в В-попе на четыре пакета по 80 бит, каждый из которых содержит 64 бита данных и 16 символов кода R-CRC (аналогичного тому, который используется в заголовке). При этом скорость передачи снижается с 32 до 25,6 кбит/с. Если помехозащищенный режим не используется, обнаружение ошибок обеспечивает простейший код CRC из 4 бит, размещенных в Х-поле.

Функции канального и сетевого уровней. В эталонной модели DECT дается лишь общее описание иерархической структуры стека протоколов. Сегодня в стандарте DECT специфицированы 12 функций, соотнесенных с различными уровнями системных протоколов.

МАС-уровень, как известно, является границей между физической средой и сетевыми процедурами. В системе DECT он подразделяется на две логические группы, названные функциями управления кластерами, т.е. группами сот (CCF - Cluster Control Functions), и функциями управления пунктами сотовой связи (CSF - Cell Site Control Functions). Группа функций CCF отвечает за управление процедурой обмена ин-