自从 2020 年被 ETSI 标准化，并于 2022 年被采纳为 5G 标准以来，世界上第一个非蜂窝 5G 技术最近受到了一些关注。DECT NR+，或该标准在技术上称为 DECT-2020 NR，是 ITU-R 定义的 5G 标准中包含的第一个非蜂窝技术。DECT NR+ 标准可能成为大规模采用物联网 （IoT） 的缺失部分，它支持免许可的无线 5G 网络，其中设备使用网状技术在它们之间形成网络，并且只需要一个外部连接
本篇博客主要是让您对 DECT NR+ 有一个大致的了解，包括它的一些主要功能和应用领域。我们将向您介绍这项新技术，包括它与 5G、网络拓扑和频段的相关性
1、5G技术的演变
DECT（数字增强无线通信，Digital Enhanced Cordless Telecommunications）技术最初主要用于无线电话系统。
DECT技术的发展历程将留待后续博文详述。简而言之，DECT-2020 NR标准由ETSI制定，旨在满足国际电信联盟（ITU-R）对5G技术的要求（正式称为IMT-2020要求）。5G标准定义了三大应用场景：
增强型移动宽带（eMBB）
eMBB致力于提供比前几代移动网络显著更高的数据传输速率和网络容量。
大规模机器类通信（mMTC）
mMTC旨在连接海量低功耗设备与传感器，其核心需求是低功耗、高密度和可扩展性。
超可靠低延迟通信（URLLC）
URLLC专注于为需要实时响应和关键任务可靠性的应用提供极低延迟与超高可靠性。
DECT NR+可同时满足mMTC和URLLC的要求。Nordic Semiconductor已推出基于 nRF9151 mini-SiP的DECT NR+商用解决方案，并与合作伙伴Wirepas共同面向mMTC市场提供支持
图1
2、DECT NR +的网络拓扑类型
DECT NR+ 支持三种拓扑结构，每种结构针对不同应用场景优化：
点对点（Point-to-Point）
两个节点直接通信，适用于简单设备连接（如传感器与网关的直接传输）。特点是低延迟和高可靠性，但扩展性差
星型（Star）
所有节点通过中心节点（汇聚节点）连接，适合集中式管理场景（如智能家居）。中心节点故障会影响整个网络
网状Mesh（Partial Mesh）
设备分组成多个簇（Cluster），每个簇内为星型分支，簇间通过中继节点连接形成Mesh网络。这种“不完全Mesh”结构平衡了扩展性和资源效率，支持高密度部署
3、使用的频段
DECT NR+ 主要工作在 1.9 GHz DECT 频段（全球免许可，除少数地区外），具体分配如下：
1880–1900 MHz：欧洲、南非、亚洲大部分地区（包括中国香港）、澳大利亚、新西兰
1786–1892 MHz：韩国
1880–1895 MHz：中国台湾
1893–1906 MHz：日本（正在讨论中，尚未完全批准）
1910–1920 MHz：巴西
1910–1930 MHz：拉丁美洲（除巴西外）
1920–1930 MHz：美国、加拿大
1880–1930 MHz：印度（仅支持传统DECT，DECT NR+未获批）
优势：
免频率规划：全球统一频段（除中日印等），支持单一硬件设计，降低部署成本
共存性：可与经典DECT、ISM频段（如2.4 GHz）共存，减少干扰
4、大规模机器类型通信（mMTC）
如前所述，mMTC解决了连接大量低功耗设备和传感器的需求。这与智能城市、农业、制造业和医疗保健等多个领域相关。一项技术要满足ITU-R对这一用例的要求，必须支持以下几个特性：
如前所述，mMTC 满足了连接大量低功耗设备和传感器的需求。这与智慧城市、农业、制造和医疗保健等多个领域相关。要使技术满足 ITU-R 设定的此用例的要求，它必须支持多项功能，包括：
高密度（每平方公里 1M 设备）
电池寿命长
异步访问
DECT NR+ 实现了高度可扩展和密集的网络，部分归功于该技术的自主和去中心化特性。 DECT NR+ ID 的构建还有助于实现高密度网络。网络 ID（32 位）支持同一无线电区域中的 1670 万个唯一全球网络和 256 个重叠网络。无线电设备 ID（48 位）在单个网络中支持 40 亿个单独的无线电设备，在无线电通信距离内支持 65,000 个。
DECT NR+ 重用了蜂窝世界中的许多已知技术，例如，称为循环前缀正交频分复用 （CP-OFDM） 的技术与频分多址 （FDMA） 和时分多址 （TDMA）作相结合。这些本质上只是充分利用可用带宽的技术。
下图通过在顶部显示经典通道划分来说明这一点。使用 OFDM 时，信道划分可以重叠，从而节省大量带宽。在标准中，由此产生的标称带宽可从 1.728 MHz 扩展到 221.184 MHz（对于已经熟悉 OFDM 的人来说，子载波间隔也是可扩展的）。 这使得 DECT NR+ 能够使用最小的带宽，从而实现更可靠的数据传输并提高数据速率
设备还具有对传输的自主动态功率控制，范围从 -40 dBm 到 +23 dBm，以限制密集网络中的偷听并实现低功耗。如果你的邻居就在你旁边，就不需要尖叫。
DECT NR+ 具有独特的省电功能集，可满足长电池寿命的要求。由于中继设备管理其集群中的无线电使用情况，因此它们可以告诉叶节点何时可以到达中继设备进行上行链路数据转发，从而允许中继设备在此时间段之外休眠。中继设备在信标消息中对叶节点进行分页，告诉叶节点何时必须侦听下行链路数据。叶子节点只需要监听信标消息，信标周期可以从 10 毫秒到 32 秒不等。这允许网络在非常低的延迟或允许设备休眠以节省电量之间进行选择。
需要注意的另一件事是，DECT NR+ 在无线电堆栈级别定义了它的许多核心功能，例如路由和重新传输数据包。这使得多核系统能够进行可靠的无线电通信，而无需唤醒其他内核，从而限制了设备的功耗
5、超可靠低延迟通信 （URLLC）
接下来，URLLC 强调超低延迟和超高可靠性，适用于不允许失败且必须即时传输数据的关键任务通信。URLLC 用例为低延迟系统首次考虑无线作提供了可能性，提供以前只有有线连接才能与之匹敌的低延迟和可靠性，应用范围从自主机器人、配电到运动控制等等。一项技术必须满足许多要求，包括：
超高可靠性（超过 99.99% 的数据包传输）
端到端低延迟（应用层 <50 毫秒，无线接口 <1 毫秒）
让我们看看 DECT NR+ 如何满足这些要求。 关于可靠性，NR+ 的物理层采用了一种称为混合自动重复请求 （HARQ） 的方法。无需过多赘述，HARQ 结合了前向纠错和自动重复请求纠错功能，以提高数据包及时、有序到达的可靠性。如果数据包未收到或仅部分接收，接收方仍将缓冲它所获得的任何内容，并让发送者知道发送其余数据。然后，HARQ 处理将单独的传输组合成完整的数据包。这种组合在物理层处理，因此更高的协议层不需要担心重传，这也节省了资源。
中继节点还会扫描频率通道以查找干扰最小。它们可以指示其他集群节点更改信道以优化干扰避免，即使在高密度网络中也能实现可靠性和低延迟。
关于超低延迟要求，有几件事需要涉及。首先，DECT NR+ 支持在 10 ms 的同一无线电帧内发生多个接收和发送事件。该帧中有 24 个分时隙用于传输。之所以能够实现，是因为模式更改所需的时间非常短，即从接收模式到发送模式所需的时间。这使得 DECT NR+ 能够满足单个链路中无线电层延迟小于 1 ms 的 URLLC 要求。在网状拓扑中，无线电链路还可以以低延迟运行，以最大限度地减少网络中的端到端延迟。
6、总结
Nordic 提供完整的开发生态：
nRF9151-DK 开发套件：预装免费数据 SIM 卡，支持 AT 命令快速测试
nRF Connect SDK：集成调制解调器库，简化 NR+ 与 LTE 的混合编程
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