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INDICE
Introduzione
1Capitolo I: I sistemi 3G, 3.5G e 4G
11.1 Storia della tecnologia 3G 3
1.1.1 La diffusione delle reti cellulari nel mondo 3
1.1.2 I sistemi 3G 5
1.1.2.1 WCDMA nei sistemi di terza generazione 7
1.1.2.2 Requisiti per i sistemi 3G 7
1.1.3 Standardizzazione: 3GPP 9
1.2 Lo standard UMTS 11
1.2.1 Differenze tra la tecnologia WCDMA e le interfacce radio 2G 13
1.2.2 La rete di accesso UTRAN 16
1.3 Motivi alla base dell’evoluzione 3G 17
1.4 La generazione 3.5G 20
1.4.1 Evoluzione del WCDMA e delle reti 3G 20
1.4.2 High Speed Downlink Packet Access (HSDPA) 24
1.4.3 High Speed Uplink Packet Access (HSUPA) 26
1.5 Sistemi candidate per la quarta generazione 28
1.5.1 IEEE 802.16e/m (WiMAX) 28
1.5.1.1 Standard di base 29
1.5.1.2 La versione “mobile” 802.16e e la versione 802.16m 29
Indice
ii 1.5.1.4 Confronto con i sistemi cellulari 3G e 4G 31
1.5.2 Introduzione a 3GPP LTE 32
1.6 Tecnologie chiave per l’evoluzione 3G 34
1.6.1 Tecnologie Multicarrier 34
1.6.1.1 Basi della MTC e di OFDM 34
1.6.1.2 Inserimento del prefisso ciclico 40
1.6.1.3 Multiplazione tempo-frequenza 42
1.6.1.4 OFDM e OFDMA 44
1.6.2 Tecnologie Multi-antenna 44
1.6.2.1 Configurazioni multi.antenna 45
1.6.2.2 Vantaggi delle tecniche multi-antenna 45
1.7 I sistemi 4G 46
1.7.1 Obiettivi 46
1.7.2 Schemi di accesso per il 4G 47
1.7.3 IPv6 48
1.7.4 Sistemi di antenna avanzati 48
1.7.5 Applicazioni 49
Capitolo II: LTE (Long Term Evolution)
502.1 Obiettivi di progetto di LTE 51
2.1.1 Capacità 52
2.1.2 Prestazioni del sistema 53
2.1.3 Aspetti relative alla messa in funzione 55
2.1.4 Architettura e migrazione 55
2.1.5 Gestione delle risorse radio 56
Indice
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2.1.7 Aspetti generali 57
2.2 Quadro generale dell’accesso radio di LTE 57
2.2.1 Schemi di trasmissione: OFDM in downlink e SC-FDMA in uplink 57 2.2.1.1 Breve descrizione dello schema SC-FDMA 58
2.3 Strato fisico di LTE 60
2.3.1 Struttura del frame 60 2.3.2 Quadro generale del downlink 61 2.3.3 Allocazione delle portanti virtuali in downlink 64 2.3.4 Segnali di riferimento in downlink e allocazione delle pilota 66
2.3.5 Segnali di sincronismo 68
2.3.6 Allocazione dati 71
2.3.6.1 Modulazioni 72
2.3.7 Supporto delle tecniche multi-antenna 73
2.3.8 Codifica di canale 73
2.4 Bande a radiofrequenza (RF) 74
2.5 Caratteristiche del trasmettitore 76
2.5.1 Error Vector Magnitude (EVM) 76
2.5.2 Emissioni fuori banda 78
2.5.3 Offset di frequenza 79
2.6 Architettura E-UTRAN 80
2.7 Campi di applicazione e messa in funzione 80
Capitolo III: Struttura del sistema di trasmissione LTE
823.1 Il trasmettitore 83
3.1.1 Spettro del segnale trasmesso e maschere spettrali 88
Indice iv 3.2 Il ricevitore LTE 94 3.2.1 FPGA e DSP 99 3.3 L’equalizzatore 100 3.2.1 Robustezza dell’equalizzatore 104 3.4 Offset di frequenza 105
Capitolo IV: Sincronismo di timing in LTE
1074.1 Introduzione al sincronismo 107
4.2 Struttura del programma 108
4.3 Impostazione dei parametri della simulazione 110
4.3.1 LTE_input 110
4.3.2 Global.h 112
4.4 Il sincronismo coarse 113
4.4.1 Correlazione sui prefissi ciclici 114
4.4.2 Adaptive Threshold Computation 122
4.4.3 Calcolo e verifica dei picchi 122
4.4.4 Estrazione dei simboli OFDM nel dominio della frequenza 126
4.5 Sincronismo fine 129
4.6 Allineamento di frame (blocco Fine Time) 133
