Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 1/11

1. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 1/11 DECT (Digital European Cordless Telecommunications ) 1992 legte das Europäische Standardisierungsinstitut für Telekommunikation ETSI den DECT-Standard ETS 300 175 für Digital European Cordless Telecommunications fest. Seither haben sich die drahtlosen DECT-Telefone im Haus- und Firmenbereich in mehr als 100 Ländern verbreitet. Die europäische Entwicklung eines digitalen, abhörsicheren, stabilen und komfortablen Protokollstandards für die lokale Anbindung von tragbaren Sprachtelefonen an eine ortsfeste Basisstation kann als Erfolg gewertet werden.

2. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 2/11 Technische Grundlagen Portable Part Fixed Part DECT ist für die Punkt-zu-Punkt-Verbindung zwischen einer Basisstation (Fixed Part – FP) und einem Mobilteil (Portabel Part – PP) ausgelegt und arbeitet in einem reservierten Frequenzbereich, der in Europa zwischen 1880 und 1900 MHz liegt. Auf anderen Kontinenten werden teilweise auch andere Frequenzbereiche von 1,5 GHz bis zu 3,6 GHz verwendet. In einigen wenigen Fällen wird auch auf das öffentlich freigegebene 2,4-GHz-Band für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen (Industrial, Scientific, Medical – ISM) zugegriffen.

3. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 3/11 Technische Grundlagen 2 Die Verteilung der Frequenzen für die verschiedenen Kanäle innerhalb dieses Frequenzbandes folgt einem Multi Carrier, Time Division Multiple Access, Time Division Duplex Algorithmus (MC/TDMA/TDD). Dies bedeutet, dass mehrere Trägerfrequenzen zur Verfügung stehen (MC) und innerhalb einer Trägerfrequenz mehrere Zeitschlitze für die verschiedenen Kanäle nacheinander genutzt werden können (TDMA). Zudem findet die Downlink-Übertragung zwischen Basisstation und Mobilteil sowie die Uplink-Übertragung in entgegengesetzter Richtung auf einer Trägerfrequenz in verschiedenen Zeitschlitzen gemultiplext statt (TDD).

4. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 4/11 Technische Grundlagen 3 Multi Carrier: Zur Übertragung werden mehrere Trägerfrequenzen genutzt. MC Time Division Multiple Access: Nach diesem Modulationsverfahren arbeitet der GSM-Mobilfunk. Dabei werden die Datenpakete regelmäßig in genau definierten Zeitschlitzen ausgesandt. TDMA Time Division Duplex: Die Übertragung im Hin- und Rückkanal findet auf einer Frequenz in verschiedenen Zeitschlitzen statt. TDD

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6. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 6/11 Aufteilung der Kanäle Zur Übertragung stehen auf zehn verschiedenen Trägerfrequenzen 24 Zeitschlitze mit einer gesamten Periodendauer von 10 ms zur Verfügung. Jeweils 12 dieser Zeitschlitze werden für die Downlink-Übertragung von der Basisstation zum Mobilteil und jeweils 12 für die Uplink-Verbindung vom Mobilteil zur Basisstation genutzt. Insgesamt stehen also 120 Kanäle zur Verfügung, die innerhalb einer Funkzelle vollkommen störungsfrei parallel betrieben werden können. Die Bandbreite eines Kanals beträgt dabei 32 KBits/s, was für die (ADPCM-) kodierte Übertragung von Sprache in ISDN-Qualität ausreicht. Insgesamt steht, unter Berücksichtigung der (im Bild nicht eingetragenen Steuer- Zeitschlitze) eine Bandbreite von 522 KBits/s pro Trägerfrequenz und Übertragungsrichtung zur Verfügung.

7. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 7/11 ADPCM Adaptive Delta-Pulscodemodulation Dieses Verfahren wird bei CD-ROM/XA Mode 2 und der CD-i zur Kompression von Audiosignalen verwendet. Statt einer Speicherbreite von 16 Bit pro Amplitudenwert werden hier nur 4 Bit benötigt. Ein Qualitätsverlust ist beim ADPCM Kompressionsverfahren nicht hörbar.

8. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 8/11 Basisstation als Manager Die Auswahl des Übertragungskanal übernimmt die Basisstation. Im Hintergrund werden in bestimmten Zeitabständen die Aktivitäten alles Kanäle im Empfangsbereich ausgewertet. Die freien Kanäle werden in der RSSI Liste (Received Signal Strength Indication) abgelegt. Die Basisstation kann bei einem Verbindungsaufbau den optimalsten (am wenigsten gestörten) Kanal auswählen.

9. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 9/11 Das DECT Mobilteil checkt kontinuierlich die Aktivitäten in den zugehörigen Frequenzbereichen und überprüft, ob die Signale von einer Basisstation stammen, bei der sich das Mobilteil anmelden darf. Das Mobilteil meldet bei der Basisstation mit der höchsten Signalleistung an, bei der es Anmelderechte besitzt. Die Überprüfung kann dynamisch während der Übertragung erfolgen (Dynamic Channel Allocation and Selection). DECT kann flexibel auf Störereignisse oder Ortswechsel reagieren. So ist z.B. ein Handover zwischen 2 Basisstationen möglich, wenn diese die Anmeldung erlauben und entsprechend verbunden sind (Intercell Handover). Dem Mobilteil ist es möglich, während der Übertragung innerhalb der Funkzelle den Kanal zu wechseln. Das ist z.B. nötig, wenn ein anderes Mobilteil in die Funkzelle eintritt und einen schon benutzten Kanal beansprucht.

10. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 10/11 • DECT Verbindungsaufbau • Jedes FP sendet auf einem Kanal regelmäßig Bakensignale in Form der 40 Bit • langen RFPI (Radio Fixed Part Identy) aus. • Alle in der Funkzelle befindlichen PP können diese RFPI decodieren, was ihnen • ermöglicht, die in ihrer Reichweite befindlichen FP zu identifizieren. • In den PP sind Informationen über die jeweiligen Zugriffsrechte, sogenannte • PARKs(Portable Access Right Keys) abgespeichert. • Die Zugriffsrechte werden während einer Subscription (Neuanmeldung eines • Mobilteils an eine Feststation) • Nach dem Einschalten synchronisiert sich ein PP auf die in der Umgebung vorhandenen FP • Es werden die Empfangsregel gemessen und die Systeminformationen • decodiert. • Aus diesen Informationen wählt das PP den FP aus, zu den es Zugriffsrechte • hat und dessen Empfangspegel am stärksten ist.

11. Mobile Computing – Dipl. Ing. Ulrich Borchert / FH Merseburg 11/11 • Wenn dies erfolgt ist, geht das PP in Bereitschaft über bis sich die • Empfangsbedingungen ändern • Beim Einbuchen eines PP in eine Funkzelle erhält es vom FP eine eindeutige • temporäre Kennung, die 20 Bit lange TPUI (Temporary User Identity). • Mit dieser TPUI wird das PP bei einem ankommenden Anruf angesprochen. • Für einen Verbindungsaufbau muss das PP geeignete Funkkanäle wählen. • Pegelmessung sind hier wie auch während des Gesprächs nötig und werden • auch durchgeführt.