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融合VoIP與DECT的數字無繩電話解決方案

2006/10/10

  數字增強型無線通訊標準(DECT)是整合數據應用的第一種無繩電話標準之一。為了保證市場競爭力,DECT著力于創(chuàng)建一個可互操作的平臺,該平臺能夠同時為住宅及商業(yè)市場提供話音及數據應用。根據這一策略,DECT正為固定網絡運營商提供一系列增強其競爭力的基礎設施。

  同時,用戶也會得益于這一廣泛的新型服務及應用。他們的無繩系統不再僅能提供話音服務,同時也將為他們提供數據及商業(yè)應用方面的服務。開放數據接入協議(ODAP)新近為歐洲電信標準協會(ETSI)所批準。根據ODAP這一新的可互操作應用平臺,DECT已為將來的革新奠定了基礎。工業(yè)控制、設備管理及存儲管理僅為應用功能的一部分,而這些應用就能夠幫助企業(yè)客戶優(yōu)化其商業(yè)績效。

  ETSI為全球100多個國家認可,由其制定的DECT標準是一個提供話音及數據應用的短距離無線通信技術。它的主要優(yōu)勢在于:
  1. DECT的使用范圍延伸至全球110多個國家;


  2. 現今市場上可購得的DECT產品超過200種;


  3. DECT數據產品已經開始運作,并且在市面上可購得;


  4. DECT滿足國際電信聯盟(ITU)對第三代移動通信系統的要求,并且DECT被認為是IMT2000無線通信接口家族成員之一。
  DECT標準的特征

  DECT支持語音及數據通信,并且還有其它廣泛的應用,例如,電話無線本地環(huán)路(WLL)應用、專用分組交換機(PBX)應用等等。DECT投入應用前期主要用于住宅區(qū)內無繩話音應用。目前,DECT已開始成功應用于數據通信中。并且,DECT已被認為是IMT2000五個空中接口之一?傊,DECT是一個發(fā)展中的、低成本、擁有大量市場的無線話音/數據通信技術。此外,DECT是唯一一個可同時應用于局域網(LAN)和公網的用于傳輸數據的無線接入技術。在當前速度有限的情況下,在局域網中采用DECT是小型辦公和家居辦公(SOHO)應用的一個附加功能。根據可預見的DECT的技術改進,我們可以做出更長遠的設想,即DECT在將來也會同樣富有競爭力。

  表1介紹了DECT標準的一些特征。DECT依靠于一個分集信道分配程序,該程序被稱為動態(tài)信道選擇(DCS)。便攜終端沒有固定的信道,而是對可用的信道不停地進行掃描,試圖找出最佳的一條信道。DECT便攜終端所使用的信道并不是由基站指定的,而是由其自身從120條現有信道中進行篩選,從信道列表中挑出干擾最小的一條。信道列表會定時地更新。新信道的建立要考慮當地信號干擾情況,通常是進行新的連接或通過切換實現的。DECT有切換時隙的能力,以改善通信質量。

  10ms時分多址(TDMA)幀(見圖1)之內有24個時隙。此24時隙被平均分為兩組,每組12時隙。其中一組用于正向傳輸,另一組用于反向傳輸。信道的數據速度為32kbps。用于進行話音通信的自適應差分脈沖編碼調制(ADPCM)的數據速度也為32kbps。至于數據傳輸,使用的是循環(huán)冗余校驗(CRC),每條信道能夠提供的數據速度僅為24kbps。因此,要想提高數據速度,就要同時使用多條信道。使用對稱連接時,最多可用的信道為12條(12*24=288kbps)。為了達到更高的數據速度,可以使用不對稱信道連接。在這一情況下,至少有一時隙要用于接收確認,因此,有23個時隙可用于傳輸,最高速度可達264kbps(23*24=532kbps)。

  表1:DECT的基本特征

圖1:DECT中的24時隙

  DECT協議體系與開放系統互連(OSI)參考模型的較低層密切相關。DECT有一個物理層,一個數據鏈路層及一個網絡層。數據鏈路層是由媒體訪問控制(MAC)層和數據鏈路控制(DLC)層組成的。

  DECT是一個傳輸數據或話音的微蜂窩系統,包括基站(FP-固定部分)和便攜終端(PP-手機)兩部分(見圖2)。

圖2:DECT是一個微蜂窩系統

  每個蜂窩站內部都有一個基站,該基站能夠為多個便攜終端提供服務。DECT指定基站和便攜終端之間的無線接口。它能夠作為單蜂窩無繩系統應用于SOHO中,或作為多蜂窩系統應用于范圍更大的區(qū)域中。

  基站能夠與不同的網絡相連,例如LAN或公網。如果基站不與外部網絡相連,那么該孤立的基站只允許內部通信,F在市場上可購得的用于進行話音通信的商業(yè)DECT電話越來越多。為了確保便攜終端與基站的兼容性,現有一個用于話音通信的標準協議——通用接入協議(GAP)。近來已經批準了確保數據兼容性的協議。

  Skype+DECT:降低話費的殺手級應用

  Skype是一個程序,運用該程序能夠進行免費網上通話。如果您及您的朋友或家人安裝了該程序,就可以通過在程序中選擇名字的方式進行呼叫,對方的振鈴就會“響”起來,一旦他們接受您的呼叫,雙方即可進行通話。話音質量通常比標準電話更佳。

  當您擁有Skype DECT產品后(這一產品的使用與普通電話相同),它就可以跟DECT電話和USB捆綁在一起,為Skype提供話音,F在這一產品支持個人電腦或筆記本電腦,因而可以向世界各地撥打Skype VoIP(通過IP協議的音頻服務)電話,同時能夠進行Skype Out呼叫,降低話費。Skype DECT電話系統的基礎設施如圖3所示。

圖3:Skype DECT電話系統的基礎設施

  DECT系統級芯片統一無繩解決方案

  DECT電話的開發(fā)和制造已經轉變成一個徹底的系統級芯片(SoC)解決方案(基帶和射頻)。一個基礎平臺就支持DECT、ISM 2.4GHz WDCT、藍牙DCT和HomeRF等標準,并提供話音和數據應用。由于DECT市場大量的需求,使得這些新標準的低成本解決方案得以實現;鶐Ш蜔o線通信部分采用CMOS技術,通過使用嵌入式閃存和專用的數字信號處理器(DSP),成為現今擁有的最靈活的系統解決方案。而后向兼容體系確保該產品能夠快速打入市場。

  例如,SC14438是一個優(yōu)化了的CMOS芯片,能夠進行DECT(1.9GHz)內或2.4GHz ISM數字頻帶手機內需要的所有音頻、信號及數據處理。一個ADPCM代碼轉換器,一個低功耗的編解碼器(CODEC)及模擬前端被集成于該芯片中,提供麥克風與(動態(tài)的)揚聲器之間直接的連接。同時還整合了雙工免提操作。SC14438的設計適用于任一無線產品設計。一個專用的TDMA控制器能夠處理所有的物理層時隙和無線控制。美國國家半導體公司的標準小型RISC CR16B 16位微控制器對所有更高的協議棧實行控制。

  DECT+Skype:VoIP與DECT的完美融合

  中國電子器材深圳有限公司在2006年伊始推出了擁有完全自主知識產權的DECT數字無繩電話全套技術方案。之后,根據市場需求,融合自身優(yōu)勢,開發(fā)出一款DECT+SKYPE方案。將VoIP的低成本通話與DECT的移動語音服務完美地融合在一起。中電器材的DECT+Skype數字無繩電話全套技術方案,采用美國國家半導體SC1443X系列芯片,基于LM4169的RF模塊以及臺灣某知名廠商提供的高性價比USB芯片。

  SC1443x系列CMOS芯片是美國國家半導體公司專門為DECT開發(fā)的一款功能強大,性能優(yōu)越的芯片(目前SC1443x系列為SiTel全權代理)。它被設計能完滿地完成所有DECT(1.8G和2.4G)通訊所需要的音頻、信號和數據處理。圖4是SC1443x系列CMOS芯片的方塊圖。

圖4:SC1443x方塊圖

  本方案采用的USB芯片適應USB v1.1規(guī)范以及USB音頻和人機接口(HID)v1.1類規(guī)范,并支持16位雙聲道數字音頻控制與處理,采樣頻率可設置為最高48kHz最低8kHz。支持最高12Mbps的連續(xù)信號傳輸。

  系統的主要功能包括Skype/PSTN兼容;Skype來電顯示。來顯又包括六個方面:1. 支持Skype與PSTN切換;2. 支持1.8G DECT頻率范圍;3. 多子機系統(一拖四),支持內部通話;4. 支持PSTN來電顯示(TYPE1 CLIP)(FSK+DTMF);5. 全雙工(偽的)擴音器電話功能;6. 數字免提功能。

  該DECT系統的座機(BS)部分見圖5。

圖5:DECT+Skype數字無繩電話方案的座機部分構成

  DECT的座機部分可以根據應用,選擇配置采用獨立模式或外接MCU的模式工作,方便用戶靈活擴展功能。外接MCU通過RS232口或SPI口與基帶處理器SC14438/37/35連接,實現控制/數據的交互。

圖6:DECT+Skype數字無繩電話方案的手機部分

  該DECT系統的手機(HS)部分如圖6所示。手機部分可以根據應用選擇配置采用獨立模式或外接MCU的模式工作,方便用戶靈活擴展功能。采用獨立模式工作模式,基帶處理器SC14430/31/35可以實現對LCD、鍵盤的控制。外接MCU工作模式是通過外接MCU的RS232口或SPI口與基帶處理器SC14430/31/35連接,實現控制/數據的交互。

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