DECT NR+是有史以來第一個被納入ITU-R定義5G標準的非蜂巢式技術，並且可能成為大規模建置物聯網(IoT)的關鍵技術，實現免授權的無線5G網路。本文介紹DECT NR+技術的特性及應用領域，並說明DECT NR+為了成為5G標準而需要滿足的具體需求。
大規模機器類型通訊(mMTC)
(承前文)如前所述，mMTC可以滿足連接大量低功耗裝置和感測器的需求，與智慧城市、農業、製造業和醫療保健等多個領域相關。滿足ITU-R規定用例要求的技術必須支援數項特性，包括：高密度(每平方公里100萬個裝置)、長電池使用壽命、非同步存取。
歸功於該技術的自主性和分散性，DECT NR+實現了高度可擴展的密集網路。DECT NR+ ID結構也提升了高密度網路的能力。網路ID(32位元)可實現1.67億個獨特的全球網路，並在同一無線電區域內實現256個重疊網路。無線電裝置ID(48位元)則能夠在單個網路中實現40億個獨立的無線電裝置，並且在無線電通訊距離範圍內實現6.5萬個裝置。
DECT NR+重新使用了蜂巢式領域的許多已知技術，例如，結合使用迴圈首碼正交頻分多工(CP-OFDM)技術與頻分多址(FDMA)和時分多址(TDMA)操作，這些本質上都是充分利用可用頻寬的技術。
圖3在頂部顯示傳統通道劃分，說明了這一點。當採用OFDM時，通道劃分可以重疊，進而節省大量頻寬。在標準中，由此產生的標稱頻寬可從1.728MHz擴展到221.184MHz(對於已經熟悉OFDM的人來說，還可以擴展子載波的間距)。這使得DECT NR+能夠使用最小的頻寬，實現可靠性更高的資料傳輸，並提高資料速率。
圖3 OFDM節省大量頻寬
裝置還具有自主的動態傳輸功率控制功能，範圍從-40dBm到+23dBm不等，以限制密集網路中的串音現象，並實現低功耗。如果對話的物件就在旁邊，根本不需要大聲呼叫。
DECT NR+具有獨特的省電功能集以滿足延長電池使用壽命的要求。由於中繼裝置負責管理叢集中的無線電使用，它們可以告訴葉節點何時使用中繼裝置進行上行資料轉發，進而允許中繼裝置在這段時間之外進入休眠。中繼裝置在信標資訊中向葉節點發出提示，告訴葉節點何時必須監聽下行鏈路資料。葉節點僅需要監聽信標資訊，其信標週期從10ms到32s不等，使得網路可以在極低延遲和允許裝置休眠以節省電力之間進行選擇。
另外需要注意的是，DECT NR+在無線協定堆疊層面定義了許多核心功能，如路由和重傳資料封包。這使得多核心系統能夠在不需要喚醒其他核的情況下，僅使用網路核進行可靠的無線電通訊，節省裝置用電。
超可靠低延遲通訊(URLLC)
另一方面，URLLC強調超低延遲和超高可靠性，用於資料必須即時傳輸並且不允許失敗的關鍵任務通訊。URLLC用例使得低延遲系統首次能夠考慮採用無線操作，提供了以前只有有線連接可以達到的低延遲和可靠性，應用範圍包括自主機器人、電力分配、運動控制等。技術必須滿足許多要求，包括：超高可靠性(超過99.99%的資料封包傳送成功率)，以及端到端低延遲(應用層<50ms、無線電介面<1ms)
讓我們看看DECT NR+如何滿足這些要求。針對可靠性，NR+實體層採用稱作混合自動重傳請求(HARQ)的方法。簡單來說，HARQ結合了前向糾錯和自動重傳請求錯誤控制，以改善資料封包及時、按順序到達的可靠性。如果沒有收到完整的資料封包，接收器仍然會緩衝(Buffer)接收的內容，並通知發送器傳送其餘的資料。接著，HARQ處理過程將分開的傳輸內容合併為完整的資料封包(圖4)。這種組合在實體層完成處理，因此較高的協定層無須擔心重傳問題，也節省了資源。
圖4 HARQ處理過程
中繼節點還可以掃描頻率通道，以最大限度地減少干擾。即使在高密度網路中，它們也可以指示其他叢集內的節點改變通道，以優化干擾規避，實現高可靠性和低延遲。
關於超低延遲要求，需要考慮數個事項。首先，DECT NR+在同一個10ms無線電幀內支援多個接收和傳輸事件。由於模式轉換所需的時間非常短(即從接收模式轉換到傳輸模式所需的時間很短)，該幀中具有24個用於傳輸的時隙。這使得DECT NR+能夠滿足URLLC對單鏈路無線電層延遲小於1ms的要求。在網狀拓撲結構中，無線電鏈路也能夠以低延遲運行，以最小化網路中的端到端延遲。
滿足mMTC/URLLC用例需求 DECT NR+潛力無窮
自2020年標準化以來，DECT NR+已經吸引了業界的廣泛關注。它是第一個被納入5G標準的非蜂巢式技術，並同時可用於mMTC和URLLC用例。本文探討了DECT NR+需要滿足哪些具體要求，以及實現要求所需的基礎技術和功能。
Nordic近期拓展了無線產品組合，推出用於蜂巢式物聯網和DECT NR+設施的全新SiP產品。全新的端到端蜂巢式物聯網解決方案nRF91系列SiP產品包括三款nRF91系列SiP(其中有兩個新元件nRF9161和nRF9131)、評測和開發工具、開發軟體、nRFCloud服務和技術支援。Nordic致力於為物聯網企業提供完備的設計和建置解決方案。Nordic提供設計、支援和供應的晶片組、模組、軟體和服務，為客戶帶來易用性、穩定性和成本效率優勢。這是業界中首次由一家企業提供全方位的蜂巢式物聯網解決方案。
(本文作者任職於Nordic Semiconductor)
DECT NR+：非蜂巢式5G技術全解密(1)
DECT NR+：非蜂巢式5G技術全解密(2)