2020年12月

DECT-2020はNR+とも呼ばれ、世界中のDECTバンド向けのETSIによる無線規格です。^{[1] [2]この規格は、} IoTおよび産業用IoTに適用されるITU IMT-2020 5G要件のサブセットを満たすように設計されています。^{[3] DECT-2020は、IMT-2020の超信頼性低遅延通信}URLLCおよび大規模マシンタイプ通信（mMTC） の要件に準拠しています。

DECT-2020 NRはDECTおよびDECT Evolution と比較して新しい機能^{[4]を備えています。}

• より優れたマルチパス操作（OFDM 巡回プレフィックス）
• 無線感度の向上（OFDM およびターボコード）
• 無線干渉に対する耐性の向上（同一チャネル干渉除去）
• 帯域幅の利用率向上
• メッシュ展開

DECT-2020 規格は、既存の DECT 展開と DECT 無線帯域で共存できるように設計されています。同じ時間分割スロット タイミングと周波数分割中心周波数を使用し、送信前スキャンを使用して同一チャネル干渉を最小限に抑えます。

DECT NR+（ ETSIではDECT-2020 NRと呼ばれる）は、主に5Gネットワ​​ークアプリケーション領域で定義されている大規模マシン型通信（mMTC）と超信頼性低遅延通信（URLLC）の2つのユースケース領域のローカルエリア展開のニーズに対応することに重点を置いています。この標準のリリース1は、スマートメータリングとスマートグリッド、産業用IoT、ビルオートメーション、プロフェッショナルオーディオなど、これらのユースケース内のいくつかのアプリケーションを対象としています^[5]

DECT NR+の分散型および自律型ネットワーク機能は、メータリングおよびスマートグリッドアプリケーション、および一般的なメッシュネットワークアプリケーション向けに特別に設計されています。この技術は、単一のネットワーク内で最大数百万のデバイスに拡張できます。 ^{[6] [7]}

低遅延通信URLLCは、インダストリー4.0のさまざまなユースケースに適しています。これらのアプリケーションには、ロボット工学、監視、予知保全などが含まれます。NR+は、低遅延と高信頼性、専用周波数帯域、高密度とスケーラビリティを通じてこれらのユースケースをサポートします^[8]

プロフェッショナルオーディオおよびPMSEアプリケーションに関しては、DECT NR+は低遅延と高信頼性という必要な機能を提供します。これにより、プロフェッショナルオーディオシステムに求められるリアルタイムオーディオ伝送とパフォーマンスを必要とするアプリケーションに適しています。^[8]

DECT NR+ テクノロジーは、ETSIの DECT 委員会によって規定されています。NR+ の仕様は、ETSI では DECT-2020 と呼ばれています。

NR+の重要な設計基準は、クラシックDECT通信と共存することでした。これにより、NR+は1880〜1930MHzの周波数範囲でDECT予約無線帯域^[9] 1、2、9を使用できます。DECT予約無線帯域はライセンスフリーですが、デバイスは帯域で正しく動作することを保証する認証に合格する必要があります。^[10]

NR+は3つのトポロジーをサポートしている^[11]

1. メッシュネットワーク
2. スターネットワーク
3. ポイントツーポイントリンク

NR+メッシュネットワークは、クラスタ化されたツリーに基づいています^{[12]。これらすべてのネットワークトポロジにおいて、NR+は、} FTノードと呼ばれるデバイスが、制御するクラスタまたはリンク内の無線リソースの使用を管理することを想定しています。

ポイントツーポイントおよびスターネットワークは、スケジュールされた送信用に予約された容量を備えた専用リンクを可能にします。^{[13] NR+では}PTノードと呼ばれるリーフノードは、FTノードに関連付けるときに特定のリソース予約を要求することができます。この予約は次のリンクに対してのみ実行できるため、パスに複数のリレーリンクがあるメッシュネットワーキングは、ランダムアクセスチャネルの使用に依存しています^[12] 。ランダムアクセスチャネルでは、通信する必要があるデバイスがFTノードによって定義されたアクセスウィンドウを競合します。これにより、メッシュでの通信遅延が増加します。

メッシュネットワークの ネットワークトポロジと運用の利点は、変更やエラーに対する堅牢性とカバレッジの拡張です。^[12]

堅牢性は、デバイスの自律的な決定の結果です。単一障害点はありません。NR+ は、シンクと呼ばれる複数のゲートウェイ デバイスをサポートし、NR+ メッシュ ネットワークをインターネットに接続します。すべてのデバイスは、親 FT デバイスの無線リンク品質を自律的に測定し、シンクへのより良いリンクまたはより短いルートが利用できる場合は、別の FT デバイスに切り替えることができます。同様に、親デバイスがメッセージを確認していない場合、または定期的なビーコンアドバタイズメントを送信していない場合、デバイスは別の親を探します。メッシュ ネットワークは、エラー状況やネットワークの変更時に自己修復します。

ネットワークに追加された各デバイスは、FT デバイスとして動作し、ネットワーク カバレッジを拡張できます。シンクは最初に構成され、ビーコン メッセージでネットワークのアドバタイズを開始します。デバイスは無線チャネルをスキャンし、ネットワークとクラスタのアドバタイズを聞いた親に関連付けます。関連付けられたデバイスは FT デバイスとして動作し、トラフィックが最も少ないチャネルを選択してネットワークを拡張し、ネットワーク アドバタイズ ビーコンの転送を開始します。これにより、ネットワークに参加する各 FT デバイスのカバレッジが拡張されます。

技術とプロトコル層の全体的な説明は、DECT-2020 New Radio (NR); Part 1: Overview; Release 1仕様^{[11]に記載されています。}

コンバージェンス層^[14]は、NR+通信を使用するさまざまなアプリケーションとサービスのトラフィックの識別と多重化を提供します。CVGはNR+ネットワークノード間でエンドツーエンドで動作します。これは、UDPまたはTCPプロトコルのポートに類似しています。UDPやTCPと同様に、CVGは信頼性の低いメッセージングサービスと信頼性の高いメッセージングサービス、データグラムまたはフロー制御サービス、およびメッセージのセグメント化と再構成を提供します。

コンバージェンス レイヤーは、NR+ ネットワーク内でエンドツーエンドのメッセージの暗号化と整合性保護によってセキュリティを提供します。

データリンク制御層^[14]はNR+ネットワークのメッセージルーティングサービスです。ルーティングの決定はネットワーク内の各デバイスで行われ、中央ルーティングテーブルは存在しません。DLCルーティングは3つのモードで動作します。

1. アップリンクルーティング、シンクデバイスへ：各ノードはメッセージを親に転送する
2. ダウンリンク ルーティング: シンクからネットワーク内の FT または PT デバイスへ。メッセージは、宛先デバイスの親デバイスが宛先デバイスにメッセージを配信できるようになるまで、ネットワーク内の各 FT デバイスに転送されます。
3. ホップ制限フラッディングによるネットワーク内のデバイス間の水平ルーティング

ユニキャスト、マルチキャスト、ブロードキャスト ルーティングがサポートされています。

NR+ ネットワークには内部ルーティングとアドレスがあるため、インターネット プロトコルルーティング サービスがなくても動作できます。インターネット プロトコルは NR+ ネットワークで伝送できます。

媒体アクセス制御^[13]の主なサービスは無線リソース制御とデータ転送である。

無線リソース制御により、Classic DECTとの共存が保証されます。これを行うために、FTデバイスは、動作している無線チャネルを定期的にスキャンし、使用中であると測定されたビジータイムスロットを、進行中のClassic DECT接続であると想定してマッピングします。^{[13] FTデバイスは、}ビジースロットのタイムスロットでエラーのない通信を維持しながら、子デバイスのチャネルアクセス時間を空きタイムスロットに割り当てます。チャネルアクセスの割り当ては、クラスター内のすべてのデバイスにビーコンメッセージで送信されます。

MAC 層は、リンク スコープの暗号化と整合性の保護も提供します。

物理層^{[9] [15]は}OFDMの巡回プレフィックスバージョンをコア技術として 使用しています。この技術は、困難な無線環境でもよく知られた動作を提供します。

PHY 層は、上位層にエラー検出、前方エラー訂正、ソフト結合による HARQ を提供します。エラーのある受信メッセージは再送信と結合され、再送信にもエラーが含まれていた場合でも正しいメッセージをデコードできるようになります。

NR+無線は6GHz以下の周波数で動作できます。^[9]標準で定義されている速度は最大ギガビット/秒です。^[15]もちろん、無線の実装によって達成される速度やサポートされる周波数は異なります。

NR+は、CVG層とMAC層の両方でメッセージの暗号化と整合性保護を定義します。暗号化と整合性保護は、2つの層で独自の別々のキーを使用します。暗号化のセキュリティは、キー長が128ビットのAESに基づいています。 ^[16]整合性保護は同じアルゴリズムとキー長に基づいています^[17] NR+はキー配布メカニズムを定義していません「キーペアの数とキー配布は、現在のドキュメントの範囲外です」^[14]が、研究されています^[18]

DECT 技術委員会は、2023 年 6 月に標準のリリース 2 の仕様策定作業を開始しました。

ウィキメディア・コモンズには、 DECT 電話に関連するメディアがあります。

• dect.org の DECT フォーラム
• ETSIの DECT 情報
• 翻訳
• DECTスタックのオープンソース実装