Sistemi Mobili di Telecomunicazione

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Sistemi Mobili di Telecomunicazione

• (Applicazioni e Standard)
• (Versione provvisoria e ridotta)

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Applicazioni e Standard

• Telefonia cellulare
• W-LAN (Bluetooth, IEE802.11 ecc.)
• RF ID (Radiofrequency Identification)

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Classificazione

• Paging
• Cordless
• Ia generazione accesso vincolato
• IIa generazione accesso distribuito (limitato)
• Cellulare
• Cella
• Base Station (BS)
• Mobile Switching Center (MSC)
• Public Switching Telehone Network

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Sistemi Cellulari

• Divisione in celle
• CLUSTER
• Problemi tipici
• Handoff
• Interferenze co-canale
• Tecniche per aumentare la capacità
• cell splitting
• cell sectoring
• zone microcell

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(No Transcript)
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Metodi per aumentare la capacità

• S dipende dalla gamma di frequenza assegnata a un
  dato servizio
• Bisogna massimizzare M
• ovvero
• diminuire N
• (aumentano le interferenze)
• diminuire larea della cella
• (aumentano gli Handoff)

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aumentare C

• Cell Splitting
• C K/R2
• Sectoring
• riduce il numero di celle prime vicine
  interferenti
• Zone microcell
• idealmente riduce N a 1

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• Splitting

• Sectoring

• Zone microcell

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STANDARD Analogici

• Advanced Mobile Phone System (AMPS)
• Ext.Tot. Acc. Comm. System (ETACS)
• FM analogica, fD 10 KHz, B25 KHz, Bm5 KHz
• Forward link (down link) 935-960 MHz
• Reverse link (up link) 890-915 MHz
• 1 FCC e 1 RCC per ogni BS (BFSK - 8Kbps)
• Supervisory Audio Tone (SAT) 5970/6000/6030 Hz,
• viene ricevuto e ritrasmesso e
  contraddistingue tre celle prime vicine.
  Continuamente monitorato da BS
• Signaling tone (ST)

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ETACS

• Signal to Interference Ratio (SIR) 18 dB
• Cluster di 7 celle con 1200 sectoring
• Pout BS circa 100 W, supporta 1 FCC, 1 RCC, circa
  50 Voice Channel
• Informazioni di controllo su FCC in FSK 8kbps
• 42 FCC per ciascun provider (USA)
• Voice Mobile attenuation Code (VMAC)
• Mobile Identification Number (MIN)
• Electronic Serial Number (ESN)

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Standard digitali

• Global System for Mobile
• (GSM, EGSM)
• DCS1800 (Digital cellular System)
• PCS1900 (Personal Communication System)
• DCS1800
• Interim Standard 95 (IS95)
• Dig. Europ. Cordless Telephone (DECT)
• Bluetooth

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Global System for MobileGSM

• Sistema di 2a Generazione (2G) che segue la
  filosofia ISDN (Integrated Service Digital
  Network
• Servizi forniti
• Telefonia
• Emergenze
• Trasmissione dati (con bit rate da 300 a 9600
  bps)
• Servizi ISDN SMS (160 / 7 bit ASCII) Cell
  Broadcast (avvisi traffico, previsioni del tempo
  ecc.)
• Peculiarità
• Subscriber Identify Number (SIM),
  SIMIDattivazione
• Crittografia

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Architettura di rete

• BTS Base Transceiver Station
• BSC Base Station Controller
• gestione parziale handover
• MSC Mobile Switching Center
• VLR Visitor Location Register
• uno per ogni MSC
• HLR Home Location Register
• uno per tutta la rete
• AuC Authentication Center

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Interfaccia radio

• GSM
• uplink 890-915 / down link 935-960 MHz
• DCS1800
• uplink 1710-1785 / down link 1805-1880 MHz
• PCS
• uplink 1850-1910 / down link 1930-1990 MHz

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GSM/DCS1800/PCS

• Frequency Division Duplex
• FDMA/TDMA
• Banda 200 kHz suddivisa tra 8 utenti TDMA
• Absolute Radio Frequency Channel Number (ARFCN)
• Canale fisico ARFCN numero di time slot
• Frame 8 TS preambolo ecc. durata 4.6 ms
• 51 frame formano una multiframe
• 51 multiframe formano una superframe
• 2048 superframe formano una hyperframe che è
  costituita da 2715647 frame identificate da un
  Frame Number serve a individuare il tipo di
  informazioni trasmesso nella frame

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GSMBanda base

• Bit rate totale 270.833 Kbps (Tb3.692 ms)
• Bit rate per utente 270.833/833,854 Kbps
• Bit rate dati 24,7 Kbps
• Bit rate vocoder 13.4 Kbps
• Ogni TS contiene 156.25 Tb e dura 576.9 ms
• Ogni frame contiene 8 TS e dura 4.615 ms
• Interleaving 456 bit suddivisi in blocchi da 57
  bit trasmessi su 8 frame diversi
• Crittografia chiave cambiata ad ogni chiamata

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Elaborazione dal parlato in TX a quello in RX
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IS-95 (Interim Standard 95)

• Caratteristiche
• area geografica USA
• convive con AMPS (transceiver duali)
• bit rate variabile (min 1200 / max 9600 bps)
• chip rate fisso (1.228 MHz)
• Processing gain 128
• Sincronismo BS tramite GPS
• Controllo continuo della potenza (effetto cattura)

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Spreading process

• 1 PN per ogni BS (215-1chip) elimina
  interferenza tra celle adiacenti)
• 64 canali per ciascuna BS (Walsh code) elimina
  interferenza tra utenti della stessa cella
• 1 canale 1 walsh code per utente
• Pilot channel PN non modulato da dati, a potenza
  maggiore, su canale 0

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..Spreading Process

• Forward link (869/894 MHz)
• pilot channel (canale 0)
• syncronization channel
• max 7 paging channel
• traffic channel (54)
• Walsh code (uno per utente) long sequence
  (242-1 bit - una per utente) PN(uguale per
  tutti)
• QPSK
• Reverse link (824/849 MHz)
• Acces channel
• Traffic channel
• Walsh code PN
• OQPSK (delay 406.9 ns Tb/2)

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DECT (Digital European Cordless Telephone)

• Physical layer FHMA/TDMA/TDD
• 1880-1900 MHz (10 canali)
• Bit rate 1152 Kbps
• Banda 1.728 MHz (1.5bit rate)
• TS 480 bit
• 24 TS per frame (12 canali TX / RX)
• 120 canali in totale
• Frequency Hopping ad ogni TS
• Modulazione GMSK
• Pout 10 mW

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DECT Network

• Portable Handset (PH)
• Radio Fixed part (RFP)
• Cordless Controller (CC)

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Telefonia Cellulare Analogica (1G)

• Tabella 10.10, pag 548

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Telefonia Cellulare Digitale (2G)

• tab 10.12 Rappapaort

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Cordless

• Tab. 10.11 Rappaport

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Verso i sistemi di terza generazione (3G)

• 1G Analogico (solo audio)
• 2G Digitale (Audio dati)
• 3G Multimediale
• Audio
• Dati
• Immagini
• alta velocità di trasmissione
• Link asimmetrici commutazione di pacchetto

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General Packet Radio Service (GPRS)

• Basata su standard GSM
• Commutazione di pacchetto
• Utilizzo di piu slot per frame su richiesta
• Bit rate variabile nel tempo e asimmetrico
• Bit rate max 8 14.4 115.2 Kbps
• Si paga a pacchetto, invece che a tempo

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Universal Mobile Telecommunication SystemUMTS

• Fino a 2 Mbps
• Accesso
• canali asimmetrici CDMA(1.228 Mcps)
• down stream (forward link) 1900-1920MHz
• up stream (reverse link) 2010-2025 ss
• canali simmetrici W-CDMA (3.84 Mcps)
• down link 2110-2170 MHz
• up link 1920-1980 MHz
• UMTS Subscriber Identity Module (USIM)
• Dati personali, firma elettronica, imponte
  digitali, dati biometrici
• Funzioni analoghe a carta di credito

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W-LAN
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Bluetooth

• Connessione di periferiche senza cavo
• in modo affidabile
• sicuro
• a basso costo
• ad alta compatibilità
• Applicazioni
• telefonia cellulare
• video e foto-camere
• PC e periferiche
• palmari
• riproduttori audio (es. lettori MP3)

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Generalità

• Nasce alla Ericsson nel 1994 come
• accessorio per cellulare di tipo
• low cost/low power/ short range
• Special Interest Group
• Specifiche pubblicate nel 1998
• Realizza le Personal Area Network (PAN)

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• Piconet pag 64 seminario Agilent

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• SCATTERNET pag 65 seminar

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Physical layer

• Banda ISM (2.402-2.480 GHz)
• Larghezza di canale 1 MHz (79 canali)
• Modulazione GFSK
• BT 0.5 500 KHz x 1 ms
• indice di modulazione (2 Df Tb 0.28-0.35)
• Df 140/175 KHz
• Pout 3 classi
• Classe 1 (100 mW) Classe 2 (2.5 mW) Classe 3 (1
  mW), controllo continuo della potenza
• Accesso al canale FH slow (1 salto ogni 1/3/5
  Time Slot)
• TS 625 ms

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.. Physical layer

• Clock fissato dal Master
• Clock data Recovery con errore massimo 20ppm,
  sfrutta 5 bit di preambolo del TS
• Sincronizzazion continua dopo ciascun pacchetto
• BER max 0.1 richiede una sensitività di almeno
  -70 dBm

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Architettura Transceiver Bluetooth

• Fig. 3.2 Bluetooth

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Bluetooth network

• Un indirizzo per ciascun dispositivo, di una
  piconet, assegnato dal Master, usato per
  generare il FH
• Assegnazione degli slot temporali per evitare
  collisioni allinterno della piconet (Time
  Division Multiplexing)
• In caso di collisione con burst di altre piconet
• ripetizione messaggio (dati)
• messaggio perduto (voce)
• Service discovery protocol (SDP)
• ricerca di servizio (Inquiry)
• collezione delle risposte
• scelta del dispositivo cui appoggiarsi

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WIFI