融合VoIP與DECT的數(shù)字無繩電話解決方案

　　數(shù)字增強型無線通訊標準(DECT)是整合數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)應用。根據(jù)這一策略，DECT正為固定網(wǎng)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(tǒng)不再僅能提供話音服務，同時也將為他們提供數(shù)據(jù)及商業(yè)應用方面的服務。開放數(shù)據(jù)接入?yún)f(xié)議(ODAP)新近為歐洲電信標準協(xié)會(ETSI)所批準。根據(jù)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(shù)據(jù)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(xiàn)今市場上可購得的DECT產(chǎn)品超過200種；

　　3. DECT數(shù)據(jù)產(chǎn)品已經(jīng)開始運作，并且在市面上可購得；

　　4. DECT滿足國際電信聯(lián)盟(ITU)對第三代移動通信系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(nèi)無繩話音應用。目前，DECT已開始成功應用于數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)通信技術。此外，DECT是唯一一個可同時應用于局域網(wǎng)(LAN)和公網(wǎng)的用于傳輸數(shù)據(jù)的無線接入技術。在當前速度有限的情況下，在局域網(wǎng)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(jù)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(xiàn)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?shù)匦盘柛蓴_情況，通常是進行新的連接或通過切換實現(xiàn)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(nèi)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)速度也為32kbps。至于數(shù)據(jù)傳輸，使用的是循環(huán)冗余校驗(CRC)，每條信道能夠提供的數(shù)據(jù)速度僅為24kbps。因此，要想提高數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(xié)議體系與開放系統(tǒng)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(shù)據(jù)鏈路層及一個網(wǎng)絡層。數(shù)據(jù)鏈路層是由媒體訪問控制(MAC)層和數(shù)據(jù)鏈路控制(DLC)層組成的。

　　DECT是一個傳輸數(shù)據(jù)或話音的微蜂窩系統(tǒng)，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(tǒng)

　　每個蜂窩站內(nèi)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(tǒng)應用于SOHO中，或作為多蜂窩系統(tǒng)應用于范圍更大的區(qū)域中。

　　基站能夠與不同的網(wǎng)絡相連，例如LAN或公網(wǎng)。如果基站不與外部網(wǎng)絡相連，那么該孤立的基站只允許內(nèi)部通信�，F(xiàn)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(xiàn)有一個用于話音通信的標準協(xié)議——通用接入?yún)f(xié)議(GAP)。近來已經(jīng)批準了確保數(shù)據(jù)兼容性的協(xié)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(wǎng)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(chǎn)品后(這一產(chǎn)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(xiàn)在這一產(chǎn)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(xié)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(tǒng)的基礎設施如圖3所示。


圖3：Skype DECT電話系統(tǒng)的基礎設施

DECT系統(tǒng)級芯片統(tǒng)一無繩解決方案

　　DECT電話的開發(fā)和制造已經(jīng)轉變成一個徹底的系統(tǒng)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(shù)據(jù)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(xiàn)�；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(shù)字信號處理器(DSP)，成為現(xiàn)今擁有的最靈活的系統(tǒng)解決方案。而后向兼容體系確保該產(chǎn)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(nèi)或2.4GHz ISM數(shù)字頻帶手機內(nèi)需要的所有音頻、信號及數(shù)據(jù)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(chǎn)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(xié)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(chǎn)權的DECT數(shù)字無繩電話全套技術方案。之后，根據(jù)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)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(tǒng)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(tǒng)(一拖四)，支持內(nèi)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(shù)字免提功能。

該DECT系統(tǒng)的座機(BS)部分見圖5。


圖5：DECT+Skype數(shù)字無繩電話方案的座機部分構成

　　DECT的座機部分可以根據(jù)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(xiàn)控制/數(shù)據(jù)的交互。


圖6：DECT+Skype數(shù)字無繩電話方案的手機部分

　　該DECT系統(tǒng)的手機(HS)部分如圖6所示。手機部分可以根據(jù)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(xiàn)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(xiàn)控制/數(shù)據(jù)的交互。