Contenuti (1) ' ( (% "" &

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' ( ( % " " &

Contenuti (1)

! "

' ( ( % " " &

Contenuti (2)

# $ !

%

&

' ( ) * + ,

' ( ( % " " & )

' ( ( % " " & *

“Anywhere & anytime”

$ -

.

/ 0 1 0 2

% . % 345

-

' ( ( % " " & +

Utenti mobili nel mondo

6 , -. ! ! . !!

6 / ! )* &&

' ( ( % " " & 0

Worldwide Digital Cellular Systems

' ( ( % " " & 1

Requisiti dei sistemi radiomobili

"

% 7

. 8 9

% %

8 " 9

: "

7 "

7 .

; "

" % .

"

' ( ( % " " & 2

Problemi e limitazioni

"

$

. %

! "

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&% %<. % "<

. .

' ( ( % " " & .

Cenni storici (1)

$ -

7 55

8 9

. . %

.

=>5< < <

7 " . . "

' ( ( % " " & ..

Cenni storici (2)

? =45%

/ 2

8 @4 9

/ 2 8 %

9

" % "

? " =45%

/ % 2

8 <? ,<, 9

8 !9

' ( ( % " " & .

Prima Generazione (1G)

6 %8

6 + 8& *'' 9A 455 B

6 ! C <D

6 # %8

6 % + A

@55 B <-

6 ! 3& 8 9

6 , # 8

6 % < , A

#'5 @55 B A

6 ! C & ?

' ( ( % " " & .

Verso la Seconda Generazione

6 C

6 "

6 7 " %

6 %

6

6 " %

6 8 !*. 3459

6 % %

6 = .

6

' ( ( % " " & .)

Seconda Generazione (2G/2G+)

? 3@ - ! &

. .

)* *@'8 ) 9 +

" 3@5

8 ! 9

; 3@5

8&)!&<! <B )9

, C + ,

' ( ( % " " & .*

%

' ( ( % " " & .+

Il canale radio

- / % 2 8

9

. C

8. 9

8.

"

= 9

' ( ( % " " & .0

Propagazione in spazio libero

Equazione dello spazio libero, o di Frirs

) 2

( 4 G r

G P

P _{r t t r}

π

= λ

L’attenuazione da spazio libero è r

TX RX

Spazio libero

) /

( log

10 )

( dB ₁₀ P _t P _r

L =

Che in caso di antenne isotropiche diviene

Km

MHz r

f dB

L ( ) = 32 , 44 + 20 log ₁₀ + 20 log ₁₀

' ( ( % " " & .1

Propagazione in spazio libero (2)

?

%

" C

& % .

8 < < E 9

α

∝ r −

P

P _r / _t ^{con 2 ≤ α ≤ 5}

' ( ( % " " & .2

I cammini multipli

$ / 2 - .

**F . . < .

. .

"

= %

% % < % 8 %

. 9 % 8;&?D &?D

)&$ +$, ,B9

' ( ( % " " &

Fading

6$ %

% % %

G

. %

6$ . %

. 8 . . % 9

' ( ( % " " & .

Tipologie di fading

; 8 9

% % % 8

9

; % 8. 9

% . % 8

% 9

%

λ H

' ( ( % " " &

Fast Fading

' ( ( % " " &

Modelli utilizzati per il Multipath

;

$ < *

I <

<

8 <

9

< 0

8 9

' ( ( % " " & )

' ( ( % " " & *

Problematiche dei sistemi radiomobili

. 7 "

! "

. " $

B %

' ( ( % " " & +

Canali Punto-Punto

%

% G

= %

trasmettitore ricevitore

' ( ( % " " & 0

Canali Broadcast (1)

7 J

% G % %

% %

' ( ( % " " & 1

Multiplazione (1)

% . % "

% " .

' ( ( % " " & 2

Multiplazione (2)

$ % -

ca na le 2 ca na le 1

ca na le 3

&

4 56 4 57

!! &

6 ! & !

7

' ( ( % " " &

Accesso Multiplo (1)

, 7

* %

$ 8 9

ca na le 1 ca

na le 2

ca na le 3

8 % 9

8 = 9

' ( ( % " " & .

Accesso Multiplo 2

J %

-

%

% K

-

K

Bla, Bla.

.

Bla, Bla.

.

Bla, Bla.

.

Bla, Bla.

.

' ( ( % " " &

Multiplazione/Accesso Multiplo

AM Nodo 1

AM Nodo 4

AM Nodo 3

AM Nodo 2

Canale broadcast

MPX DMPX

Nodo 1 Nodo 2

Accesso Multiplo

Multiplazione

' ( ( % " " &

Tecniche di accesso multiplo

$ 8; 7 0) % 9<

% . 7

# 8, ) % 9<

%

8 ) % 9<

%

% 8 ) % 9<

%

' ( ( % " " & )

SDMA (Space Division Multiple Access)

$= = .

8 ,?9

' ( ( % " " & *

FDMA (Frequency Division M Access)

* % ?

%

*

*

L <L .

%

Frequenza time

B totale

CANALE=FREQUENZA

' ( ( % " " & +

Ad ogni utente è assegnata una banda stretta (narrow single-user bandwidth)

FDMA (Frequency Division M Access)

f

B _user

+

f

f f

s

(t)

s

(t)

S

(f) S

(f) S

(f)

f

f

f

' ( ( % " " & 0

FDMA- Drawbacks

$ -

%

? %

% 7

8 9

$ %

M ,NH N

' ( ( % " " & 1

TDMA (Time Division M Access)

% J .

;

L

. 7 0

SLOT

% 8#C %

#" C %

% $D,

=

, 9 8"# ,# : % 8#

' ( ( % " " & 2

TDMA

6 ,

8 9

6 $

;)

6 ? M ,NH N

8 % 9

6 "

' ( ( % " " & )

CDMA (Code Division M Access)

, =

!

- 7

8 9

7

. 7 0

, 9 8

' ( ( % " " & ).

CDMA (Code Division M Access)

6 8 9

6 ? %

6 ? =-

%

6? . 7 0

6 7

' ( ( % " " & )

CDMA (Code Division M Access)

6 < .

6 ;8 ; 9<

.

6 $ ; %

7 .

User Code

Transmitted Sequence Information

Sequence Information sequence (bits)

t t

Code

Transmitted sequence SF chips

+1

+1 -1

-1

+1 -1

t

' ( ( % " " & )

Ricezione in ambiente CDMA

6 J % % <

6 % < % %

.

' ( ( % " " & ))

CDMA

=

: DI ;8D

I ; 9 ; 8 ;9

' ( ( % " " & )*

Riassunto tecniche AM

!" # $

% & '

( )

* ) +

+ ' + , -

. $ $

( ) (

+ ' / ) )

' ( ( % " " & )+

Qualità nei sistemi radiomobili

7 " . -

. % 8 *

* * . 9

$ 7 " - / 2

F 8

. 9

' ( ( % " " & )0

Calcolo del SIR (uplink)

) ( _{2 2 3 3 0}

1 1

1 P A P A N

A SIR P

t t

t

+

= +

2

P t

3

P t

A 3

A

A

1

P t

, !! & ! !

C

6 <

6 <

No = D.P. di rumore termico

' ( ( % " " & )1

Capacità dei sistemi radiomobili (1)

) . % C

% %

8 < " E9

& "C

. .

8 <

. E 9

' ( ( % " " & )2

Capacità dei sistemi radiomobili (2)

$ " (!?

L- 8 9

) %

"

% 8

,) H ;) 9

8 !

) 9

) 1

(

log ₂ SIR B

C = + [C] = bit/sec

[B] = Hz

' ( ( % " " & *

Il riuso frequenziale (1)

&

% ?

8 9< ?FF 8

?O 5 < O P9

% C

8 ) 9

8,) 9

' ( ( % " " & *.

Il riuso frequenziale (2)

)& ) L &

) .

8 9 J %

/ % 2< = .

' ( ( % " " & *

)

7 "

= .

8 * *? 9

2 1 3

2 1 2 1

3 2 2 1

3 1 1

2

1 3 2 3 1

1

3 2 2

1 2

1 3 1 3

3 1

2 1

3 2 3

Il riuso frequenziale (3)

' ( ( % " " & *

Definizione di Cluster

$= % % P

%

$+ ,& C . 7

= 8P

9

2 2 1

3 2 1

2

1 2

3 1 2

3 1 1

1 3 2 3 1 3 2 2 2

1 3 3

3 2

1 3 2

3

PO Q PO

3 2 1 5 6

7

4 2

3 1 1

2 7

3 4

3 2 1 4 5 5 6 1 4

5 6 4

3 2

1 5 6

7

' ( ( % " " & *)

Cluster (2)

H P% . .

% -

= . . < %%

P

%

η

⋅ −

⋅

= P G d

P _{r t}

' ( ( % " " & **

Cluster (3)

r d D

d

d

d

d

d

d

=

−

−

=

−

−

=

⋅ =

⋅

⋅

= ⋅

6 1 6

1

i i

i t i

t

d d

d G P

d G SIR P

η η

η η

η η

η

−

−

=

≅ D R

SIR r 1

6

1

6

' ( ( % " " & *+

Cluster (4)

. G

G P % C

7 C

( )

3

6 ^{2 /}

min

SIR η

K =

3 R 2

K =

' ( ( % " " & *0

Esempio (1)

O 4 L =

η @

( ) ( ) _{6 . 99}

3 1 . 63 6

3

6 ^{2 / 2 / 3 . 9}

min = SIR ^η = ⋅ =

K

' ( ( % " " & *1

Esempio (2)

: - % . .

H 8 η

#9K

( ) ^K _Log ( ) _dB

Log

SIR 31

6 21 10 3

6 10 3

2 10

2

10 = ⋅ =

=

' ( ( % " " & *2

Scegliere la dimensione del Cluster

cap acit à qu ali tà

K

Fissata la banda B e la dimensione delle celle r:

•la densità dei canali (capacità)radio decresce con K

•il SIR (qualità) cresce con K Il dimensionamento del cluster dipende

dalla robustezza all’interferenza del

sistema di accesso radio utilizzato

' ( ( % " " & +

Scegliere la dimensione delle celle

r co sto

ca pa cità

Fissata la banda B e la dimensione del Cluster K:

•la densità di canali radio cresce al diminuire della imensione delle celle r

•Il numero di stazioni base installate (costo) cresce al diminuire di r

In scenari urbani ho bisogno di alta densità di canali ---> Celle piccole

In scenari rurali ho bassa densità di canali ---> Celle grandi

' ( ( % " " & +.

Un po’ di numeri

;) 8 <, <? ,9C

@

,)

;) H ,) 8! <)* <R ) 9C Q @

) 8 *@'9C

8 9

' ( ( % " " & +

Copertura “vera”

? "

-

Celle per la copertura stradale

Via di grande comunicazione Altre

celle

' ( ( % " " & +

Cenni sul sincronismo

,) -

. ? D? D

. =

.

% H

' ( ( % " " & +)

Problema del Sincronismo di slot

*

Rete cellulare

Rete wireless

Problema che le stazioni hanno nell’accordarsi sul riferimento

temporale di SLOT

' ( ( % " " & +*

Canali broadcast centrali

.

7 - 7 .

8L, 9

G %

2 τ _i

riferimento

2∆τ

' ( ( % " " & ++

Canali broadcast centrali

%

% 8 ∆τ 9

% %

%

2 τ _i

riferimento di inizio slot

2∆τ

inizio slot?

' ( ( % " " & +0

% % %

= % % / 2

2∆τ

% J

2∆τ . . %

Canali broadcast centrali

2∆τ

tempo di guardia

' ( ( % " " & +1

Lunghezza del burst

% .

% . = . .

%

. . % O .

.

' ( ( % " " & +2

Efficienza TDMA

#

# = .

; % "

i g i

g g i

i

n T W

T T T

T T

==== ++++

==== ++++

==== ++++

1

1 1

ηηηη 1

' ( ( % " " & 0

Efficienza TDMA

"

<= . . C

= 8

9

= % " (

i g i

g g i

i

n T W

T T T

T T

==== ++++

==== ++++

==== ++++

1

1 1

ηηηη 1

' ( ( % " " & 0.

Efficienza

1 Mb/s 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s 1 Mb/s 10 Mb/s 100 Mb/s 1000 Mb/s

0.999 0.990 0.909

0.5 0.999 0.990 0.909

0.5

0.990 0.909

0.5 0.091 0.990 0.909

0.5 0.091

0.909 0.5 0.091 0.010 0.909

0.5 0.091 0.010

0.5 0.091 0.010 0.001

0.5 0.091 0.010 0.001 W W 100 m 100 m 1 Km 1 Km 10 Km 10 Km 100 Km 100 Km

i g i

g g i

i

n T W

T T T

T T

==== ++++

==== ++++

==== ++++

1

1 1

ηηηη 1

Fattore di efficienza ηηηη con n _i =1000 bit

Fattore di efficienza ηηηη con n _i =1000 bit

' ( ( % " " & 0

! "

' ( ( % " " & 0

Gestione della mobilità

!

&?, & D , ?D C

%

&= 7 / 2

7 8. "

D ?!9

' ( ( % " " & 0)

Gestione della mobilità

$ "

. . =

)$& ,I&

)$&C = %

8$ + <

< 9

,I&C = % 8B % 9

' ( ( % " " & 0*

Location Update

$ C "

8 J 9

)$&

$ =

$ +

$= . $ %

%

' ( ( % " " & 0+

Cenni sull’ Handover

%

-

$ -

<

. .

B %

. . %

' ( ( % " " & 00

Quando scatenare l’Handover

$ %

% - .

time

Handover TH Receiver TH h

-

-

%

' ( ( % " " & 01

Prestazioni Handover

) . " . % 8 9

" %

. " 8 9 "

. %

? % %

8 9 O

" -

% " %

' ( ( % " " & 02

Canali di Guardia

8! 9

+ % %

%

" .

&=

=

. . 87 %

% K9

' ( ( % " " & 1

Esercizio-Handover senza priorità

Ipotesi:

•3 canali disponibili nella cella

•Tutti i processi Poisson indipendenti

Nuove chiamate

Richieste di handover

Chiamate terminate

λ h

λ n

µ n

Trovare la P _drop e la P _block

' ( ( % " " & 1.

Soluzione (1)

0 1 2 3

n

n λ

λ + λ _n + λ _n λ _n + λ _n

µ n

µ n

2 ³ µ _n

π 3

=

= _block

drop P P

1 1

1

− +

= ⁱ − _N

i ρ

ρ ρ

π i= 0,1….N

, ponendo

n

n h µ

λ ρ = λ ⁺

e sapendo che:

' ( ( % " " & 1

Soluzione (2)

4 3

3 1

1

ρ ρ ρ

π −

= −

Con

2 ,

≅ 0

= _block

drop P P

5 ,

= 0

λ n

3 ,

= 0

λ h µ _n = 0 , 9

' ( ( % " " & 1

Tipologie di Handover

B B % 8! * !9

.B % 8+ , * !9

=

= %

. % "

= -

J