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 исключением является и система DECT (рис. 1), причем ключевые функции эталонной модели DECT сосредоточены на трех нижних уровнях: физическом, канальном и сетевом.
Рис. 1. Эталонная модель DECT и ее соответствие эталонной модели OSI
Канальный уровень разделяется на подуровни DLC и MAC, что обусловлено различием требований к качеству обслуживания и характеристикам каналов связи. Поскольку технология DECT предназначена в основном для организации абонентского доступа, т.е. для создания каналов связи между абонентами, в эталонную модель DECT включено лишь небольшое число функций прикладного уровня, в том числе шифрование.
MAC-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 MAC-уровня разделяется на две параллельные плоскости — управления (С-плоскость) и передачи абонентского трафика (U-плоскость). В эталонной модели DECT на сетевой уровень возложены все функции, связанные с сигнализацией, управлением вызовами, поддержанием мобильности. Но они реализуются лишь в C-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, обеспечивающий не только частотно-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 без коллизий, но и упростить абонентскую аппаратуру (за счет исключения входного фильтра, разделяющего тракты приема и передачи).
Поскольку излучаемая мощность мобильных станций достаточно мала (около 10мВт), 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 (рис. 2).
Рис. 2. Трехмерное (пространственно-частотно-временное) распределение ресурса
Для связи между базовыми (RFP, БС) и абонентскими станциями (PP, АС) выделены 10 несущих частот в диапазоне 1880—1890МГц. Среднее значение частоты fc может быть найдено по ее номеру n с помощью простой формулы
fc = fo - 1,728 n, где fo = 1879,344МГц.
Передача двоичного символа «1» осуществляется на частоте fс+288 кГц, а символа «0» — на частоте fс -288 кГц. При работе станции максимальное отклонение несущей от ее номинального значения не превышает 50кГц.
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 гауссовскому закону (BT=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 1152кбит/с длительность одного бита составляет около 0,9мкс, что сопоставимо с задержкой при распространении радиоволн на трассе длиной 300м. 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.
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.
