Материал: конспект-лекций

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

286

семирівневій моделі Міжнародної організації по стандартизації ISO. Повний загальний інтерфейс

CI (Common Interface) відповідає трьом нижнім рівням OSI моделі, але стандарт DECT визначає 4

рівні протоколу.

Чотирьохрівнева структура (рис. 2.37) використовується для протоколів сигналізації

(signalling protocol).

 

Логічний об`єкт управління низького ровня

 

 

(Lower layer management entity)

 

C-plane

U-plane

OSI уровень 1

Network layer

 

мережний

(NWK)

 

 

Data Link Control

Data Link Control

 

layer (DLC)

layer (DLC)

OSI уровень 2

Medium Access Control Layer

канальний

 

(MAC)

OSI уровень 3

Physical layer

 

(PHL)

фізични

 

 

 

Рисунок 2.37 – Архітектура протоколу DECT

Верхня частина рівня NWK відповідає верхній частині рівня 3 OSI. Проміжні межі не ма-

ють еквівалента в моделі OSI, але для легкості розуміння нижче приведено приблизну відповід-

ність:

OSI рівень 1: відповідає всьому рівню PHL плюс частина рівня MAC;

OSI рівень 2: велика частина рівня MAC плюс весь DLC;

OSI рівень 3: весь NWK рівень.

Цю ієрархію протоколів передачі сигналів, яку називають стеком протоколів (protocol stack), ілюструє рис. 2.38.

 

NWK

Виклик (Call)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ланка зв'язку

 

DLC

 

Канал передачі (Link)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MAC

 

 

 

 

З`єднання (Connection)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спрямованй канал (Bearer)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PHL

 

 

 

 

Пакети (Packets)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фізический канал

 

 

 

 

 

 

 

 

(Physical Channels)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

287

Рисунок 2.38 – Ієрархія протоколу DECT і основні функції рівнів

Рівні не обов'язково повинні мати який-небудь фізичний еквівалент. Вони використову-

ються як метод опису і визначення зовнішніх вимог інтерфейсу. Зокрема, на кожному рівні готу-

ється та форматується повідомлення сигналізації для такого ж рівня в абонентській або базовій станції. Інтерфейс між рівнями визначений в термінах примітивів (primitives). Примітиви не мають якого-небудь фізичного значення, їх використовують тільки для забезпечення формального мето-

ду опису того, як рівні взаємодіють один з одним і, таким чином, того, як відбуватиметься переда-

ча сигналів по ефірному інтерфейсу.

Призначення рівнів протоколу. На фізичному рівні PHL (Physical layer) формуються фізи-

чні канали (physical channel).

На рівні доступу до середовища MAC (Medium Access Control) встановлюється з'єднання у фізичному каналі, відбувається передача даних, забезпечується управління потоком даних, вико-

нується процедура розриву з'єднання і звільнення фізичного каналу після закінчення передачі да-

них. Завданням канального рівня також є мультиплексування і демультиплексування службової інформації (сигналізації) з інформацією верхніх рівнів.

Ці функції використовуються, щоб забезпечити три незалежні послуги: мовне обслугову-

вання (broadcast service), обслуговування зі встановленням з'єднання (connection oriented service) і

обслуговування без встановлення логічного з'єднання (connectionless service).

Рівень управління передачею даних DLC (Data Link Control) забезпечує перешкодостійке кодування і корекцію помилок, які можуть вплинути на роботу верхнього рівня.

Рівнева модель DECT розділяється в рівні DLC на два підрівні функціонування (plane of operation): С-подрівень або підрівень управління (C-plane, control plane) і U-підрівень або підрівень користувача (U-plane, user plane).

Підрівень С є загальним для всіх аплікацій і забезпечує формування надійних логічних ка-

налів для передачі сигналізації внутрішнього управління та обмеженої кількості трафіку призна-

ченого для користувача інформації.

Рівень U забезпечує безліч альтернативних послуг, де кожне з'єднання оптимізоване для приватних потреб специфічного типу послуг. Найпростіша послуга - це прозоре незахищене з'єд-

нання, що використовується для передачі мови. Інші послуги підтримують режим комутації і па-

кетний режим передачі данних з рівнями захисту, що змінюються.

Мережевий рівень NWK (Network) є основним рівнем передачі сигналів протоколу. Він функціонує, використовуючи обмін із спілкуваннями між рівноправними об'єктами (peer entities).

Основний набір повідомлень забезпечує встановлення, підтримку і звільнення з'єднань. Додаткові повідомлення забезпечують безліч розширених можливостей.

288

Об'єкт управління нижнього рівня LLME. У традиційних проводових системах передачі мови і даних трафік користувача і сигналізація можуть бути описані взаємодіями певного рівня з вищім і нижчим рівнями. У більшості ж систем абонентського радіодоступу, окремі функції не відносяться чітко до тих або інших рівнів, порушуючи при цьому нормальний механізм ієрархіч-

ного уявлення. Для адекватного опису систем абонентського радіодоступу традиційні рівневі уяв-

лення потребують додаткового елементу. У архітектурі DECT ці «нестандартні» взаємодії регу-

люються об' ектом управління нижнього рівня LLME (Lower-Layer Management Entity). Повна ар-

хітектура протоколу ілюструється рис. 2.39.

 

 

Аплікація

 

 

 

IWU

 

Примітиви

 

 

 

аплікації та

 

 

 

інформативні

 

 

елементи

 

LLME

 

 

 

 

 

 

Трафік

 

 

 

користувача U-

Повідомлення

плана

 

U-плана

 

LLME

 

 

 

 

 

DLCDLC

DLC

 

Логічні

 

 

Логічні

канали

 

LLME

канали

С-плана

MAC

 

U-плана

 

 

 

 

 

Пакети даних

 

 

LLME

 

 

PHL

 

 

 

 

РЧ сигнал

 

Рисунок 2.39 – Взаємодія рівнів протоколу DECT

Наприклад, для вибору вільного радіоканалу, на вищому рівні повинна бути проведена оцінка потужності сигналів у фізичних каналах, зневажаючи при цьому нормальним механізмом ієрархічного уявлення. При цьому з LLME на PHL передається повідомлення про необхідність зробити вимірювання на певному каналі і повернути виміряне значення верхнім рівням. Потім протоколом LLME формується впорядкований список каналів, на яких пілот-сигнали мають най-

більші значення потужності або на яких є найнижчі рівні сигналу перешкоди, після чого PHL рів-

ню передається повідомлення про вибір каналу з якнайменшим рівнем перешкод.

Введення LLME не вимагає змін апаратної частини пристроїв, а тільки визначає, що по-

винні виконуватися певні процедури, які стосуються ніж одного рівня. Розташування деяких про-

цедур LLME наступне:

289

на MAC рівні - створення, підтримка і звільнення каналів зв'язку шляхом активації і деак-

тивації пар фізичних каналів, управління фізичними каналами, включаючи вибір вільних каналів та оцінку рівня одержаних сигналів;

на DLC рівні - управління з'єднаннями, яке включає встановлення і звільнення з'єднань на вимогу рівня NWK, маршрутизація даних С і U-підрівнів у відповідні логічні з’єднання.

Архітектура мережі. Спочатку стандарт DЕСТ розроблявся для використання в мереже-

вій топології «зірка». При використанні такої топології, коли два портативні термінали повинні зв'язатися один з одним, вони встановлюють з'єднання через базову станцію, що знаходиться в центрі зірки.

При використанні DЕСТ систем тільки для передачі мови, такої топології як правило, до-

статньо, щоб задовольнити вимоги окремого користувача. В цьому випадку однією базовою стан-

цією можуть бути обслужені до 12 паралельних мовних з'єднань. Структурна схема елементарної

DECT-мережі представлена на рис.2.40

 

 

 

 

Fixed

 

 

 

 

 

 

Terminatlon

 

 

 

 

 

PT

(FT)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мережа

ES

IWU

PT

PT

 

IWU

загального

 

 

 

 

 

 

користування

Абонентська станція

PT

 

 

 

 

Portable part (PP)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Базова станція Radio Fixed Part (RFP)

 

 

Рисунок 2.40 – Структурна схема DECT-мережі

В ході вдосконалення основних DECT специфікацій були введені доповнення, представле-

ні в другій редакції видання DECT C1 стандарту ETS 300 175, що допускають використання ре-

жиму «вільного від базової станції» (Base Station free). Цей режим називають режимом прямого зв'язку (Direct Portable-to-Portable communication) або просто прямим режимом (Direct Mode). У

цьому режимі, що реалізований при незначній зміні програмного забезпечення, абоненти DECT

системи мають можливість встановлювати з'єднання один з одним без використання базової стан-

ції, використовуючи абонентські станції як портативні радіостанції. Очевидно, цей режим реалізу-

ється тільки в тому випадку, якщо обидва абоненти знаходяться усередині загальної зони обслуго-

вування, діаметр якої не перевищує 100 м. Абонентські станції DECT також можуть попереджати користувача звуковим сигналом про вихід із зони обслуговування (out-of-range).

Блоки міжмережевої взаємодії IWU. Блок міжмережевої взаємодії IWU (Interworking Unit) використовується для забезпечення необхідних функцій взаємодії з мережами інших станда-

ртів. Передача інформації кінцевому користувачу в мережі, відмінній від DECT, вимагає додатко-

290

вих рівнів протоколу, що знаходяться зовні області розгляду основних стандартів DECT. IWU пе-

ретворює сигнали і повідомлення, що використовуються в ефірному інтерфейсі, до формату, при-

датного для конкретного типу мережі (PSTN, GSM, ISDN і т. д.). Наприклад, при підключенні до мережі GSM, блок IWU повинен додати ідентифікатори повідомлень GSM в сигналізацію безпро-

водового протоколу і передати цю сигналізацію по ефірному інтерфейсу для GSM модуля іденти-

фікації абонента в мобільному пристрої.

DECT система може бути зв'язана з різного типу мережами через різні IWU. У архітектурі протоколу, IWU зв'язується з верхнім рівнем протокольного стека, і не взаємодіє безпосередньо з

LLME.

Приклад апаратної реалізації DECT-пристрою. Стрімке зростання популярності DECT-

систем стимулювало багато компаній до розробки відповідної елементної бази. Інтегральні ком-

поненти для DECT виробляють такі відомі фірми, як Analog Devices, GaAsTEK, Hewlett-Packard, Infineon, National Semiconductor, NEC, Philips Semiconductor, ST Microelectronics, Texas Instruments

та ін. [6]

Розглянемо приклад реалізації DECT-системи на базі комплекту ІС фірми Philips

Semiconductor. Структура абонентської і базової частини принципово розрізняється тільки керів-

никами контролерами та наявністю інтерфейсу до телефонної лінії у базової станції (рис. 2.41).

 

90

 

 

 

R_DATA

 

ЧМ/ПЧ SA639

 

 

 

S_CTRL

 

 

R_ENABLE

 

 

ANT SW

 

UAA2067

 

 

Трансивер

 

BGF10/11

 

 

або

 

 

CGY2030/

UMA1022

S_Control

CGY2032

Синтезатор

 

 

 

T_DATA

 

 

T_ENABLE

Контролер

 

ABC

PCD509

зроботыПристрій шифрування,пакетами

ADPCM

 

 

(DSP)

 

ЦАП/

 

АЦП

 

8051

Пам`ять

Керування живленням

 

 

Для базової станції

 

 

Ідентифікація виклику /

 

 

очікування виклику

 

 

PCD3316

 

 

Інтерфейс ліниії

 

 

PCA 1070/TEA1118

 

 

Контролер

2

 

РК-дісплея

C

(PCF2116, PCF8578)

I

Для телефону

1

2

3

4

5

6

7

8

9

 

0

 

Рисунок 2.41 – Структурна схема телефона/базовой станції на елементній базі фірми Philips

Semiconductor

Інтерфейс може бути як цифровим, так і аналоговим. Для DECT-аплікацій Philips випускає сімейство мікроконтролерів PCD509x: PCD5091 - для абонентських станцій, PCD5092-PCD5095 -

для базових станцій та PCD5096 - універсальний кодек. Радіотракт формують високочастотний трансиверний модуль (який включає супергетеродинний приймач з подвійним перетворенням час-

Источник: https://studfile.net/preview/16436030/