Sistemi Mobili di Telecomunicazione Generalit Sommario I Parte

Sistemi Mobili di Telecomunicazione (Generalità)

Sommario • I Parte: aspetti generali – Gamme di frequenza – Tecniche di modulazione – Metodi di accesso al canale – Applicazioni basate su terminali wireless – Standard

• II Parte: tecnologie e architetture – Tecnologie al Silicio per terminali a basso costo – Architettura di un ricetrasmettitore integrato – Blocchi costituenti e loro funzioni – Limiti all’integrazione – Architetture a confronto – Componentistica discreta passiva

• III Parte: stato dell’arte e trend – Rassegna di soluzioni commerciali – Problematiche aperte – Tendenze per il futuro – Conclusioni

Terminali wireless • Terminali in grado di stabilire un collegamento radio affidabile con altri terminali mobili e/o con terminali fissi per lo scambio di informazioni audio, video, …multimediali • Caratteristiche: basso costo, basso consumo, ingombro e peso ridotti.

……. • Il collegamento puo’ essere simplex, half duplex, full duplex • Il terminale può operare – solo in trasmissione (sensore per monitoraggio ambientale) – solo in ricezione (pager, teledrin…) – In RX e in TX (Transceiver) (Telefonia Cellulare)

Bande di frequenza BAND 4 ELF 4 AF 4 VLF 4 MF 4 HF Hz 30 - 300 - 3 k - 300 k - 3 M - 30 M BAND 4 VHF 4 UHF 4 SHF 4 EHF Hz 30 M-300 M - 3 G - 300 G • Wavelength, l = c/f

Esempio di Applicazioni RF • • • Radiodiffusione AM (540 k. Hz-1600 k. Hz) Radiodiffusione FM (88 -108 MHz) Televisione (VHF + UHF fino a 860 MHz) Telefonia mobile 1 G (circa 900 MHz) Applicazioni non licenziate (433 MHz, 2. 4 GHz, 5. 8 GHz) • Ponti Radio (11 GHz) • Ultimo Miglio (40 GHz)

Modulazioni

Modulazioni numeriche: perchè

Tradeoff

Modulazione I Q

Modulatore I Q

Demodulatore I Q

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

BPSK 8 PSK

FSK Frequency Shift Keying

QAM Quadrature Amplitude Modulation

Efficienza spettrale teorica

Effetto della banda finita

Sistema Numerico di Telecomunicazione

Metodi di accesso • Duplexing – Frequency Division Duplexing (FDD) – Time Division Duplexing (TDD) • Multiplazione – Frequency Division Multiple Access (FDMA) – Time Division Multiple Access (TDMA) – Frequency Hopped Multiple Access (FHMA) – Code Division Multiple Access (CDMA) – Space Division Multiple Access (SDMA) – Packet Radio

Tecniche di accesso: spettro espanso • Spread spectrum – frequency hopping • Nata durante la II guerra mondiale, implementata meccanicamente – direct sequence • Anni 50 e 60 per uso militare

raffronto

Glossario CDMA • • • PN: Pseudorandom Noise [ p(t) ] LRS: Linear recursive sequence Chip: bit period di LRS Processing gain (chip bit rate/ signal bit rate) Spreading: moltiplicazione in TX prima della modulazione di s(t) per p(t) • Despreading: moltiplicazione in RX dopo la demodulazione per p(t)

Generazione e proprieta’ del PN………. .

Spreading and despreading

……continua

Vantaggi Spread Spectrum • • • Sicurezza Capacità illimitata (a discapito del SNR) Immunità dagli effetti dei percorsi multipli Soft hand-off Bandwidth on demand Condivisione banda con altri servizi – utenti non autorizzati possono utilizzare la banda ISM con potenze limitate (<0 d. Bm) altrimenti devono usare SS

Frequency Hopping (FHSS) • • Hop set=insieme di possibili frequenze di uso Istantaneous bandwidth = B Total hopping bandwidth = Wss Hop duration (period) = Th Processing gain = Wss/B Possibilità di collisioni Fast frequency hopping (più di un salto per bit) Slow frequency hopping: uno o più bit per salto

Sistema frequency hopping

Confronto FH/DS

Packet Radio (PR) • Risorse condivise • Pacchetti contenenti dati, indirizzo di partenza e di arrivo ecc…. • Messaggi di Acknowledgement (ACK/NACK)) • Probabilità di collisione tra pacchetti. • Ripetizione del messaggio in caso di NACK • Efficiente in caso di trasmissioni a “burst”