DECTとは。スキーム、説明

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DECTとは何ですか。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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DECT 標準 (Digital Enhanced Cordless Telecommunications - 無線通信用の柔軟なデジタル標準) の作成は、欧州標準協会 ETSI によって承認された 1992 年 100 月と考えられます。今では世界XNUMXカ国以上で採用されています。

DECT 標準機器は、シングルセル (図 1) の家庭用コードレス電話からマルチセルのワイヤレス PBX (図 2; 加入者端末が前景にあり、その後に 10 つの基地局とコントローラーが続く) およびワイヤレスに至るまで、幅広い用途に使用できます。アクセスシステム。この規格は、最大 XNUMX km の距離にわたって情報をデジタル形式で送信するための無線アクセス技術を定義しています。音声通信やファクシミリ通信、データ通信に対応しています。

DECTとは

この規格は、情報を処理および送信するための最新のデジタル手法の使用に基づいています。これらは、まず第一に、低レベルの無線干渉と大規模なシステム容量 (最大 100 万ユーザー) を提供する時分割多元接続 TDMA (時分割多元接続)、適応差動パルス符号変調 ADPCM (Adaptive Differential) です。パルス符号変調）により、高い音声品質、動的チャネル選択 / 動的チャネル選択 DCS / DCA（動的チャネル選択 / 割り当て）が可能になり、ワイヤレスデバイスのどの動作モードでも利用可能な最適な無線チャネルを選択する機能が提供されます。安定した通信を提供し、不正な盗聴から保護します。

DECT 標準には、ISDN や GSM などのネットワークとの対話を定義するプロトコルと、さまざまなメーカーが製造する無線加入者端末の互換性を保証するプロトコルが含まれています。この規格で動作するシステムの利点は、26.08.97 年 39 月 7 日のロシア連邦無線周波数国家委員会の決定 (議定書 XNUMX/XNUMX) に従って、使用のための特別な許可を発行することなく動作できることです。割り当てられた周波数の。

DECT システムは、特定のネットワーク内の加入者にサポートを提供しますが、このネットワーク内で動作する基地局のすべての無線ポートの同期が重要です。加入者の位置に関する情報を送信するには、ツートーン多重周波数コード (DTMF) が使用されます。

モビリティを提供する無線アクセス技術を利用する場合、送信される情報のセキュリティの問題を解決する必要があります。 DECT 標準は、これに関して、不正アクセスや盗聴の可能性のある試みに対抗するために必要な対策を提供しています。たとえば、効率的な登録および認証プロトコルと、送信される情報のエンコーディングの改善が導入されています。

「登録」の意味を説明しましょう。これは、システムがサービスのために特定のモバイル DECT ハンドセットを受け入れるプロセスです。ネットワークオペレータまたはサービスプロバイダーは、DECT ハンドセット (以下、加入者無線ユニット (EPR) と呼びます) のユーザーに秘密登録キー (PIN コード) を通知します。秘密登録キー (PIN コード) は、基本無線ユニット (BRB) の両方に入力する必要があります。 ) と、登録手順の開始前に EPIRB に登録されます。PIN コードは通常 XNUMX 回だけ適用できるため、不正アクセスのリスクが最小限に抑えられます。無線通信が確立された後、同じキーが両方の当事者によって使用されたと判断されます。、識別情報を交換することにより、双方は接続が確立されるたびに使用される秘密認証キーを計算します。

モバイル DECT ハンドセットは複数の基地局に登録できます。各登録セッションで、EPIRB は登録先のネットワークに関連付けられた新しい認証キーを計算します。新しいキーとネットワーク識別情報は、EPIRB に保存されているリストに追加され、接続プロセス中に使用されます。ハンドセットは、アクセス権を持っているネットワークにのみ接続できます (ネットワーク識別情報は特別なリストに含まれています)。

DECT ハンドセットの認証は、接続が確立されるたびに標準手順として実行できます。これは次のように発生します。BRB は、「リクエスト」と呼ばれる乱数をハンドセットに送信します。 EPIRB では、認証キーと受信した乱数の組み合わせからなる「応答」が計算され、基地局に送信されます。また、期待される「応答」を計算し、受信したものと比較します。比較の結果に応じて、接続が継続されるか、接続が切断されます。

誰かがエアインターフェイスを介して送信される情報を盗聴したい場合、認証キーを盗むためには、「リクエスト」と「応答」からキーを決定するアルゴリズムを知る必要があります。「逆」アルゴリズムを決定するのは時間がかかり、かなり費用がかかる手順です。

送信時にデータを暗号化することで、送信情報の機密性を確保することができます。この場合、EPIRB認証と同じ暗号鍵を使用することができる。受信側はこれを使用して情報を復号化します。このプロセスは DECT 標準の一部です (ただし、必須ではありません)。

DECT 標準システムの場合、1880 ～ 1900 MHz の範囲が割り当てられます。その周波数のうち 12 個が使用され、それぞれの周波数には時分割で 1,728 の二重チャネルが含まれます。隣接する周波数間の間隔は 10 MHz です。送信時間は、24 のタイムスロットで構成される 10 ミリ秒のフレームに分割されます。各加入者には、送信用に 250 フレーム、受信用に XNUMX つのフレームが割り当てられます (二重ですが、アナログシステムのような周波数ではなく、一時的なものです)。平均放射電力 - XNUMX mW (ピーク - XNUMX mW)。チャネルの割り当ての決定が基地局によって行われ、チャネルが接続期間全体にわたって割り当てられるセルラーシステムとは異なり、DECT ではチャネルはハンドセットによって選択され、会話中にこのチャネルはほぼ継続的に変更されます。この動作モードは、連続動的チャネル選択 (CDSC) と呼ばれます。

BRB は、接続を確立するために必要なサービス情報を含む信号を少なくとも XNUMX つのチャネルで継続的に送信し、EPIRB のビーコンとして機能します。送信はアクティブな接続の一部である場合もあれば、アイドル状態である場合もあります。ビーコン送信に接続された EPIRB は、送信された情報を分析し、システムへのアクセス権があるかどうか、システム機能が EPIRB が必要とするサービスと一致するかどうか、および EPIRB に EPIRB との無線接続を確立するための空き容量があるかどうかを判断します。

すべての DECT 機器は、すべての空き無線チャネルを少なくとも 30 秒ごとに定期的にスキャンします。スキャンではローカル RF 信号が測定されます。このプロセスはバックグラウンドプロセスとして実行され、チャネルの選択時に必要となるタイムスロットとキャリアの組み合わせごとに XNUMX つずつ、空きチャネルとビジーチャネルのリスト (RSSI リスト: 受信信号強度表示) を作成します。空きタイムスロットはまだ送信または受信に使用されていません。 RSSI リストでは、信号強度の値が低い場合は干渉のない空きチャネルを示し、値が高い場合はビジーまたはノイズの多いチャネルを示します。 RSSI 情報を利用して、EPIRB または RBR は、新しいリンクを確立するために最適な (干渉が最も少ない) チャネルを選択できます。

RSSI 値が最も高いチャネルは EPIRB で常に分析され、アクセス権のある基地局から送信されたものであることが確認されます。 EPIRB の動作は、DECT 標準で定義されているように、最も強い信号を持つ BRB と同期されます。 EPIRB ユーザーが接続を確立することを決定した場合、または着信呼び出しがページの受信を介して DECT 携帯電話機に通知された場合、最も低い RSSI 値を持つチャネルが BRB との無線接続を確立するために使用されます。メッセージ（音声送信用ではありません）。

DECT 基地局では、ビーコンへの送信を確立するためにチャネルを選択するときに、RSSI 値の低いチャネルが使用されます。動的チャネル選択および割り当てメカニズムにより、通信は常に最もクリーンな使用可能なチャネルで確立されます。

DECT システムでは CDCS を使用しているため、周波数計画は必要ありません。この問題の解決策は EPIRB に移行され、このようなシステムの設置手順が簡単になり、必要に応じて新しい基地局を追加するだけで総チャネル数を増やすこともできます。

次に、加入者からの電話（発信通信）がどのように行われるかを考えてみましょう。基本的な DECT アプリケーションにおける無線選択イニシアチブは常に EPIRB に属することはすでに述べました。動的なチャネル選択を使用して、利用可能な最適なチャネルを選択し、そのチャネルを介して BRB と通信します。 FRB が EPIRB 側からの通信を確立しようとする試みを検出するために、FRB の作業は基地局によって常に送信されるサービス情報の助けを借りて同期されます。この情報に基づいて、EPIRB は、選択されたチャネルで FRB にいつ正常にアクセスできるかを正確に判断できます。 EPIRB が XNUMX 個の DECT RF キャリアすべてを使用できるようにするために、EPI はアイドル状態の受信チャネルを連続的にスキャンして、EPIRB による通信の確立を試行します。

着信コールが EPIRB に到着すると、アクセスネットワークはページングチャネルで適切な識別子を EPIRB に送信します。 EPIRB は、その識別子を含むページングメッセージを受信すると、発信通話を確立するときに使用されるのと同じ手順を使用して、着信通話にサービスを提供するための無線ベアラーを確立します。

DECT システムで接続が確立されると、接続を切断することなくセルからセルへの移行が保証されます。これが発生するプロセスは「ハンドオーバー」と呼ばれ、干渉が発生しやすいチャネルまたは低信号チャネルを回避するためのメカニズムです。 EPIRB は、新しく選択されたチャネル上で並行して XNUMX 番目の接続を確立することによって、干渉している接続から離れることができます。まず、両方の無線接続が維持され、同じ音声情報がそれらを介して送信され、接続の品質が分析されます。その後、しばらくしてから、基地局はどの接続が最も品質が良いかを判断し、他のチャネルを解放します。

そして最後に、この規格の開発の見通しについて少し触れておきます。 DECT はその地位を強化しています。現在、家庭用無線電話全体における DECT 電話の市場シェアはヨーロッパで 53% です。ワイヤレスアクセスネットワーク (ワイヤレスローカルループ - WLL) の構築に使用されるすべての規格の中で、導入されている総回線数の 32% を占め、先頭に立っています。 2000 年の総販売台数は約 30 万台となる見込みです。

DECT の開発で期待されているのは、この規格と GSM の相互運用性の可能性です (両者とも TDMA 技術を使用したデジタル伝送に基づいているため)。大量のトラフィックを処理するが加入者の移動速度に制限を課す DECT システムと、容量は低いが加入者に車や電車での移動の機会を提供し、ローミングを提供する GSM の機能を組み合わせる。、デュアルモード加入者端末を作成できるようになりました。加入者が登録されている DECT システムの無線サービスエリア内にいる間は、DECT 標準で動作します。加入者がこのエリアを離れるとすぐに、無線電話は自動的に GSM 標準で動作するように切り替わります。 XNUMX つの標準の統合は、コミュニケーションのパーソナライズに役割を果たすはずです。

DECT の可能な応用の XNUMX つである加入者無線アクセスの構成により、通信事業者は初期コストを最小限に抑え、運営から得られる収益を犠牲にしてネットワーク容量を徐々に増やすことができ、これも規格の普及に貢献します。

DECT システムを導入する場合は、このアクティビティを規制する文書をよく理解しておくことをお勧めします。これは、26.08.96 年 39 月 7 日付けのロシア無線周波数国家委員会の決定 (議事録第 1880/1900 号) 「DECT 技術無線電話通信機器における周波数帯域 128 ～ 13.11.96 MHz の使用について」です。 27.04.98 年 6 月 2 日のロシア通信省命令第 1880 号「ロシアの電気通信ネットワークへの DECT 機器の導入手順について」。 1900 年 134 月 11.08.98 日付けのロシア無線周波数国家委員会の決定 (議事録 No. XNUMX/XNUMX) 「DECT 機器に対する無線周波数帯域 XNUMX ～ XNUMX MHz の使用について」。 XNUMX 年 XNUMX 月 XNUMX 日付ロシア国家通信委員会命令第 XNUMX 号「ロシアの電気通信ネットワークにおける DECT 機器の導入手順について」。

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