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Indice
1 La tecnologia Software Defined Radio ... 4
1.1 Cenni storici ... 4
1.2 Concetto di Software Radio ... 5
1.3 Classificazione dei sistemi Software Radio ... 6
1.4 Architettura di un sistema SDR ... 10
1.5 Architettura Software ... 10
1.6 Paradigmi SDR ... 11
1.7 Universal Software Radio Peripheral (USRP) ... 12
2 Architettura SCA e framework ... 19
2.1 Architettura SCA e framework SCA-compliant ... 20
2.1.1 Software Communications Architecture (SCA) ... 20
2.1.2 Framework SCA-compliant ... 23
2.1.3 Framework non-SCA compliant ... 26
3 Lo standard TETRA ... 28
3.1 Caratteristiche generali e servizi offerti dalla rete TETRA ... 28
3.2 TETRA Release 2 ... 36
3.3 Architettura del sistema TETRA ... 37
3.4 Direct Mode Operation (DMO): struttura della catena di trasmissione ... 39
3.4.1 Livello fisico ... 40
3.4.2 Livello Data-Link ... 62
3.4.3 Livello 3 ... 68
4 Implementazione e validazione ... 73
4.1 Implementazione della catena di trasmissione ... 73
4.1.1 Generazione dati ... 74
4.1.2 Trasmissione dei dati ... 80
4.2 Validazione del trasmettitore ... 81
5 Conclusioni ... 89
Bibliografia ... 92
ii
Indice delle figure
Figura 1.1 – Diagramma a blocchi di un sistema SCR. ... 8
Figura 1.2 – Diagramma a blocchi di un sistema SDR. ... 8
Figura 1.3 – Diagramma a blocchi di un sistema ISR. ... 8
Figura 1.4 – Classificazione dei sistemi Software Radio... 9
Figura 1.5 – Confronto della flessibilità offerta da vari tipi di sistemi. ... 9
Figura 1.6 – Tassonomia dei sistemi SDR. ... 11
Figura 1.7 – USRP1. ... 12
Figura 1.8 – Motherboard e Daughterboard della USRP. ... 13
Figura 1.9 – Architettura dell‟USRP. ... 14
Figura 1.10 – Struttura del DDC. ... 15
Figura 1.11 – Struttura del DUC. ... 16
Figura 1.12 – USRP2. ... 17
Figura 2.1 – Modello di Resource. ... 22
Figura 2.2 – Architettura dei framework OSSIE e REDHAWK. ... 24
Figura 2.3 – OSSIE Waveform Developer. ... 25
Figura 2.4 – Esempio di Wavedash. ... 26
Figura 2.5 – Architettura del framework GNU Radio. ... 27
Figura 3.1 - Possibile scenario, comunicazione in modo contemporaneo e localizzato. ... 29
Figura 3.2 – Possibile scenario, invio scheda clinica assistito e interoperabilità rete cellulare. ... 29
Figura 3.3 – Comunicazioni integrate di rete multi servizio (es. tra 118, Protezione Civile e Vigili Urbani). ... 31
Figura 3.4 – Comunicazione tra gruppi. ... 32
Figura 3.5 – Comunicazione DMO e tramite DM-Gateway. ... 32
Figura 3.6 – Allocazione delle frequenze nel TETRA. ... 33
Figura 3.7 - Confronto del TETRA con altri sistemi dal punto di vista dell‟efficienza spettrale. ... 34
Figura 3.8 – Principali servizi offerti dal TETRA. ... 35
Figura 3.9 – Packet Data Throughput al variare del tipo di modulazione e del canale RF selezionato. ... 36
Figura 3.10 – Architettura di un sistema TETRA. ... 38
Figura 3.11 – Reti e apparati a cui un sistema TETRA può collegarsi. ... 38
Figura 3.12 – Stack protocollare per comunicazioni dirette tra MS. ... 40
Figura 3.13 – Schema di riferimento della catena di trasmissione. ... 41
Figura 3.14 – Interfacce nella struttura di controllo dell‟errore. ... 42
Figura 3.15 – Schema di controllo dell‟errore per i canali logici di segnalazione. ... 49
Figura 3.16 – Schema di controllo dell‟errore per i canali logici di traffico. ... 50
Figura 3.17 – Struttura di un DM Frame. ... 54
Figura 3.18 - Tipi di burst DMO. ... 56
Figura 3.19 – Costellazione dei simboli di modulazione e possibili transizioni. ... 60
Figura 3.20 – Diagramma a blocchi del processo di modulazione. ... 61
Figura 3.21 – Architettura di riferimento del DLL. ... 63
Figura 3.22 – Sottolivelli MAC, SAP, canali logici e burst... 63
iii
Figura 3.23 - Configurazione della DM-MS nella modalità di segnalazione. ... 64
Figura 3.24 – Configurazione di una DM-MS nella modalità di segnalazione con frammentazione ... 65
Figura 3.25 – Configurazione della DM-MS nella modalità di traffico per lo slot 1 delle trame 1,…,17. ... 67
Figura 3.26 – Selezione della modalità di funzionamento. ... 67
Figura 3.27 – Servizi offerti dal DMCC. ... 68
Figura 3.28 – Schema di riferimento della call set-up without presence-check. ... 70
Figura 3.29 – Call set-up without presence-check (primitive e PDU). ... 71
Figura 3.30 – Call set-up with presence check. ... 72
Figura 4.1 – Catena di trasmissione. ... 75
Figura 4.2 – Collegamento delle uscite e degli ingressi. ... 77
Figura 4.3 – Diagramma di riferimento della catena di trasmissione per il calcolo del massimo numero di cicli. ... 78
Figura 4.4 – Diagramma a blocchi della waveform TETRA_dump_reader. ... 81
Figura 4.5 – Parametri dell‟USRP Commander. ... 81
Figura 4.6 – Spettro del segnale all‟uscita del filtro di trasmissione. ... 82
Figura 4.7 – Monitoraggio delle risorse durante l‟esecuzione della waveform “Tetra”. ... 83
Figura 4.8 – Monitoraggio delle risorse durante l‟esecuzione della waveform “TETRA_dump_reader”. ... 83
Figura 4.9 – Spettro del segnale ricevuto sull‟analizzatore HP E4411B. ... 84
Figura 4.10 – Spettro del segnale in uscita dal filtro di trasmissione con sovracampionamento a otto. ... 85
Figura 4.11 – Diagramma I-Q con sovracampionamento a otto. ... 85
Figura 4.12 – Misura della banda nel caso di sovracampionamento a otto. ... 86
Figura 4.13 - Spettro del segnale in uscita dal filtro di trasmissione con sovracampionamento a 20. ... 86
Figura 4.14 - I-Q con sovracampionamento a 20... 87
Figura 4.15 - banda nel caso di sovracampionamento a 20. ... 87
Figura 4.16 – Confronto tra i risultati sperimentali e i risultati ottenuti tramite simulazione. ... 88
iv
Indice delle tabelle
Tabella 3.1 – Burst delay. ... 55
Tabella 3.2 - DNB. ... 56
Tabella 3.3 - DSB... 56
Tabella 3.4 – Preambles and training sequences. ... 58
Tabella 3.5 - Phase Adjustment Bits. ... 58
Tabella 3.6 - Bit che seguono il burst attuale. ... 58
Tabella 3.7 - Bit che precedono il burst attuale. ... 59
Tabella 3.8 – Mapping dei canali logici sui canali fisici. ... 59
Tabella 3.9 – Variazione di fase... 60
