Стандарт базируется на цифровой радиопередаче данных между базовыми радиостанциями и радиотелефонами по технологии множественного доступа с временным разделением, TDMA (Time-Division Multiple Access). Полностью дуплексная связь обеспечивается с помощью временного дуплексирования TDD (Time-Division Duplexing).

Диапазон радиочастот, используемых для приема/передачи, - 1880-1900 МГц. Рабочий диапазон (20 МГц) разделен на 10 радиоканалов, каждый по 1,728 МГц. Обмен информацией производится кадрами; с помощью временного разделения в каждом кадре создаются 24 временных слота; 24 слота обеспечивают 12 дуплексных каналов для приема/передачи голоса. При установлении соединения для разговора используются 2 из 24 временных слота в каждом кадре: один для передачи голоса, другой для приема. Мощность передатчика: 10 мВт (средняя), 240 мВт (пиковая).

DECT-радиотелефон постоянно опрашивает базовые радиостанции, выбирая наилучший из доступных каналов для связи (так называемый процесс непрерывного динамического выбора каналов, Continuous Dynamic Channel Selection, CDCS).

Благодаря CDCS мобильный абонент не замечает перехода из зоны действия одной базовой радиостанции в другую; такой переход осуществляется без потери качества передачи речи. CDSC-процесс характеризуется тем, что поиск наилучшего канала происходит не только в момент установления соединения, а продолжается и во время разговора.

DECT-радиотелефон большую часть времени осуществляет мониторинг доступных каналов, а не прием/передачу речи.

Передача соединения мобильного абонента от одной базовой радиостанции к другой при переходе из одной микросоты в другую во время разговора абсолютно незаметна для абонента. Это свойство является очень важным, так как ввиду небольших размеров микросот таких переходов может быть несколько во время одного разговора.

CDSC-процесс позволяет использовать одинаковые временные слоты на одинаковых несущих частотах для соединения разных абонентов в неперекрывающихся микросотах.

Основные принципы работы систем стандарта DECT. Радиоинтерфейс DECT основывается на методологии радиодоступа с использованием нескольких несущих, принципа множественного доступа с разделением времени, дуплекса с разделением времени (MC/TDMA/TDD).

Выделение базовой частоты DECT использует десять частотных каналов (МС - 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 приема.

В базовой речевой услуге DECT два временных слота - с разделением в 5 мс - образуют пару для обеспечения поддерживающей емкости обычно для полных дуплексных 32 кбит/с соединений.

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»).

Структурой TDMA обеспечивается до 12 одновременных голосовых соединений DECT (полный дуплекс) на каждый трансивер.

Благодаря усовершенствованному радиопротоколу, DECT может предлагать полосы частот различной ширины, соединяя несколько каналов в одну несущую. Для целей передачи данных достигаются защищенные от ошибок чистые скорости в п х 24 кбит/с максимально до 552 кбит/с, при этом, как оговорено стандартом DECT, обеспечивается полная безопасность.

При использовании принципа MC/TDMA/TDD для базового DECT в любой момент доступен общий спектр из 120 дуплексных каналов. При добавлении третьего измерения (пространства) - можно получить очень низкий коэффициент повторного использования канала.

Различные каналы связи в прилегающих сотах могут использовать тот же канал (комбинация частота/временной слот). Следовательно, при высокой плотности установки базовых станций DECT (например, на расстоянии 25 м в идеальной модели покрытия в форме шестиугольника) можно достичь емкости трафика для базовой технологии DECT приблизительно до 10 ООО Эрланг/кв. км/этаж. Один Эрланг равен средней нагрузке трафика, вызываемой одним речевым соединением DECT - с использованием одной пары «частота / временной слот» - 100% времени.

Базовая станция (базовый радиоблок - БРБ) DECT постоянно передает сигнал, по крайней мере, по одному каналу, таким образом выступая в качестве маяка для соединения с мобильными DECT-трубками (абонентскими радиоблоками - АРБ).

Передача маяка БРБ содержит служебную информацию об идентификации базовой станции, возможностях системы, статусе БРБ и пейджинговую информацию для установления входящей связи.

АРБ, подключенные к передаче маяка, проанализируют передаваемую информацию и определят, есть ли у АРБ права доступа к системе (только те АРБ, у которых есть права доступа, могут установить связь), соответствуют ли возможности системы услугам, требующимся АРБ, и - в том случае, если связь необходима, - есть ли у БРБ свободная емкость для установления радиосвязи с АРБ.

Все оборудование DECT обязано регулярно сканировать свое локальное радиоокружение - по крайней мере, один раз каждые 30 секунд. Сканирование означает получение и измерение силы местного радиочастотного сигнала по всем свободным каналам.

Сканирование осуществляется как фоновый процесс и представляет список свободных и занятых каналов (список RSSI: Received Signal Strength Indication - Индикация мощности полученного сигнала).

В списке RSSI низкие значения мощности сигнала означают свободные каналы без помех, а высокие значения означают занятые каналы или каналы с помехами. С помощью информации RSSI, DECT-АРБ или DECT-БРБ может выбрать оптимальный (с наименьшими помехами) канал для установления новой линии связи.

Механизм динамического выбора и выделения канала гарантирует, что связь всегда устанавливается на самом чистом из доступных каналов.

Исходящая связь. Инициатива установления радиоканала в базовых приложениях ОЕСТ всегда принадлежит АРБ. АРБ выбирает (используя динамический выбор канала) наилучший из доступных каналов и связывается по нему с БРБ. Чтобы обнаружить попытки установления связи со стороны АРБ, БРБ должен принимать на этом канале, когда АРБ передает свой запрос на доступ. Чтобы АРБ могли использовать все 10 радиочастотных несущих ОЕСТ, БРБ постоянно последовательно сканирует свои незанятые принимающие каналы в поисках попыток АРБ установить связь. АРБ синхронизируются с этой последовательностью с помощью постоянно передаваемой базовой станцией служебной информации. На основе этой информации АРБ могут определять точный момент, когда возможен успешный доступ к БРБ на выбранном канале.

Входящая связь. При поступлении входящего вызова на ОЕСТ-АРБ, сеть доступа информирует об этом АРБ, отправив соответствующий идентификатор об этом АРБ по пейджинговому каналу. АРБ, приняв пейджинговое сообщение со своим идентификатором, устанавливает радиоканал для обслуживания входящего вызова, используя туже процедуру, которая применяется при установлении исходящей связи.

Хэндовер. Хэндовер в ОЕСТ - это механизм ухода от каналов, подверженных воздействию помех, или каналов с низким уровнем сигнала. Благодаря мощному динамическому выбору и выделению канала в ОЕСТ возможен хэндовер без прерывания связи.

АРБ могут 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 передается 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.

Для предотвращения несанкционированного доступа в ОЕСТ были введены эффективные протоколы прописки и аутентификации, а концепция усовершенствованного кодирования обеспечивает защиту от прослушивания.

Прописка - это процесс, благодаря которому система допускает конкретную мобильную ОЕСТ-трубку к обслуживанию. Оператор сети или сервис-провайдер обеспечивает пользователя АРБ секретным ключом прописки (РШ-кодом), который должен быть введен как в БРБ, так и в АРБ до начала процедуры. До того как трубка инициирует процедуру фактической прописки, она должна также знать идентификацию БРБ, в которой она должна прописаться (из соображений защищенности область прописки может быть ограничена даже одной выделенной БРБ системы). Время проведения процедуры обычно ограничено, и ключ прописки может быть применен только один раз, это делается специально для того, чтобы минимизировать риск несанкционированного использования.'

Мобильная ОЕСТ-трубка может быть прописана на нескольких базовых станциях. При каждом сеансе прописки, АРБ просчитывает новый ключ аутентификации, привязанный к сети, в которую он прописывается. Новые ключи и новая информация идентификации сети добавляются к списку, хранящемуся в АРБ, который используется в процессе соединения. Трубки могут подключиться только к той сети, в которую у них есть права доступа (информация идентификации сети содержится в списке).

Аутентификация трубки может осуществляться как стандартная процедура при каждом установлении связи. Во время сеанса аутентификации базовая станция проверяет аутентификационный ключ, не передавая его по эфиру

Принцип нераскрытая идентификационной информации по эфиру заключается в следующем: БРБ посылает трубке случайное число, которое называется «запрос». Трубка рассчитывает «ответ», комбинируя аутентификационный ключ с полученным случайным числом, и передает «ответ» базовой станции. БРБ также просчитывает ожидаемый «ответ» и сравнивает его с полученным «ответом». В результате сравнения происходит либо продолжение установления связи либо разъединение.

Если кто-то подслушивает по эфирному интерфейсу, для того чтобы украсть аутентификационный ключ, ему необходимо знать алгоритм для выявления ключа из «запроса» и «ответа». Этот «обратный» алгоритм требует огромной компьютерной мощности. Поэтому стоимость извлечения ключа подслушиванием процедуры аутентификации невероятно высока.

Частью стандарта ОЕСТ (хотя и необязательной) является процесс шифрования данных пользователя (например, речи).

С самого начала ОЕСТ разрабатывался как средство обеспечения доступа к телекоммуникационной сети любого типа, и таким образом поддерживает разнообразные приложения и услуги.

Среди приложений ОЕСТ - системы для дома и малого офиса, микросотовые корпоративные системы, системы доступа к сети

GSM, микросотовые системы общего пользования (СТМ), системы доступа к локальной сети, предоставляющие голосовую телефонию, факс, модем, электронную почту, Интернет, Х.25, системы абонентского радиодоступа (WLL) и многие другие перспективные услуги.

Аббревиатура WLL (Wireless Local Loop) дословно означает «беспроводной абонентский шлейф». WLL-системы беспроводного доступа - это системы радиосвязи с многостанционным доступом, используемые на участке между фиксированными абонентскими терминалами (телефонными аппаратами) и АТС вместо проводной абонентской части ТфОП.

Наиболее привлекательным направлением развития DECT-сис-тем является возможность взаимодействия с сетями GSM.

Оба этих стандарта основаны на технологии TDMA, но между ними существует и существенная разница в способах обеспечении мобильности абонента и емкости систем.

Стандарт DECT оптимизирован прежде всего для использования при напряженном трафике, характерном для тех случаев, когда большое число абонентов находится на небольшой площади (заводы, бизнес-центры, выставки и т. п.). Абонент DECT-систем может передвигаться лишь со скоростью пешехода.

Напротив, в стандарте GSM заложены возможности передвижения абонента на автомобиле или поезде, роуминга с другими странами.

Но системы GSM имеют меньшую емкость, чем сети DECT, и невозможно обеспечить напряженный трафик без установки дополнительного микросотового оборудования GSM. Поэтому весьма перспективным является совмещение двух стандартов в одном радиотелефоне, что позволит использовать DECT-стандарт в офисе, a GSM - вне его.

Как известно, системы третьего поколения должны обеспечивать полный набор услуг - от передачи речи до передачи высокоскоростной информации, включая мультимедиа, со скоростями до 2 Мбит/с.

Возможны несколько путей перехода от существующих систем второго к системам третьего поколения. Одним из наиболее перспективных путей перехода рассматривается использование стандарта DECT и его усовершенствованных версий, а также комбинации систем DECT и GSM.

Необходимо отметить, что стандарт DECT определяет не сеть, а технологию доступа к сетям. Этот подход позволяет стандартным образом обеспечить беспроводной доступ к широкой номенклатуре сетей, включая ISDN, GSM, Х.25, WLL, LAN, Интернет и др. Имен но гибкость позволяет БЕСТ стать одним из мостов при переходе от систем второго поколения к системам третьего.

Стандарты ОЕСТ обеспечивают возможность передачи информации через один и тот же терминал с различной скоростью до 522 кбит/с (1,4 Мбит/с). В рамках стандарта возможны режимы работы: коммутация каналов и пакетов, изохронная передача информации с постоянной скоростью (видео), асимметричная передача данных и т. д.

Технология ОЕСТ в настоящее время является одной из самых передовых технологий сухопутной подвижной радиосвязи. Гибкая архитектура систем ОЕСТ, широкий набор услуг делают эту технологию одной из самых привлекательных не только на период перехода к системам третьего поколения, но и позволяют ей существовать наравне с ними.

⇐Принципы организации и стандарты систем персонального радиовызова | Информационные системы и технологии | Спутниковые технологии⇒