非蜂窩5G技術(shù):重點滿足uRLLC和mMTC場景
DECT全稱為(Digital Enhanced Cordless Telecommunications,數(shù)字增強型無線通信),于1987年在歐洲問世,幾乎與公共移動通信一樣有著30多年的發(fā)展歷史。該標準工作頻段為1880—1900MHz,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的語音質(zhì)量和安全性,最初目的是在住宅、商業(yè)和公共環(huán)境中實現(xiàn)靈活的數(shù)字無線通信,至今在全球已在超過10億臺短距離通信設備中實施。
隨著時間的推移以及公共移動通信的發(fā)展,DECT也在不斷演進,除了語音通信外,也能夠支持互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)通信以及物聯(lián)網(wǎng)通信。如2013年ETSI有專家提出了低功耗版本,當時該技術(shù)瞄準智能家居應用,在海外多個國家,DECT就用到一些家庭能源管理自動化的場景中,但與Zigbee、Z-WAVE等相比還無法形成替代。
DECT-2020 NR是ETSI在2020年10月發(fā)布的最新版本DECT標準,可以在本地網(wǎng)絡、公有云或介于兩者之間的其他任何形式的網(wǎng)絡架構(gòu)中部署。
根據(jù)ETSI發(fā)布的技術(shù)規(guī)范,DECT-2020 NR應用的主要場景包括:高可靠的點對點以及點對對點鏈路配置;基于星型網(wǎng)絡拓撲本地無線接入支持uRLLC場景、基于Mesh自組網(wǎng)網(wǎng)絡拓撲本地接入支持mMTC場景。
可以看出,DECT-2020 NR更多面向的是5G物聯(lián)網(wǎng)的行業(yè)應用。其中,MESH組網(wǎng)是該版“非蜂窩5G標準”的最大亮點,借助網(wǎng)狀通信的優(yōu)勢,實現(xiàn)了海量連接,滿足ITU提出的5G mMTC的指標。
芬蘭多位無線通信專家在IEEE通信雜志發(fā)表的一篇文章顯示,在相同延遲和丟包率要求下,與納入5G的NB-IoT、LTE-M技術(shù)相比,DECT-2020 NR連接節(jié)點密度更高。
DECT-2020 NR的自組網(wǎng)結(jié)構(gòu)
ETSI專家指出:在非蜂窩5G網(wǎng)絡中,每個設備都是一個節(jié)點,且每個設備都可以是一個路由器,就好像每個設備都是一個基站。設備會自動找到最佳路線,自動將新設備添加到網(wǎng)絡路由中,如果一臺設備出現(xiàn)故障,這些設備將自行重新路由,這意味著可靠的通信消除了單點故障。傳輸功率小的去中心化的網(wǎng)絡意味著更少的能源消耗,芬蘭一所大學研究顯示,與具有相同傳輸效率的傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡拓撲相比,該系統(tǒng)網(wǎng)絡的能量效率提高了大約60%。
除已建立的1900MHz DECT頻段外,DECT-2020 NR物理層還適用于6 GHz以下的17個頻段。動態(tài)信道選擇意味著DECT-2020 NR不需要頻率規(guī)劃,前端的復雜性相對較低。此外,DECT-2020 NR規(guī)范中也提出了與3GPP 5G標準的兼容方式,尤其是支持接入3GPP 5G核心網(wǎng)中,如通過N3IWF(Non-3GPP InterWorking Function)接入5G核心網(wǎng)中。這種靈活性也為行業(yè)專網(wǎng)部署提供了便利性。