Standard UMTS

1) IMT 2000 ed allocazione della banda :

L´IMT 2000 è una standardizzazione per i sistemi cellulari di terza generazione, è costituito da una famiglia di standard che trovano applicazione in diverse aree del mondo, ovunque si utilizza però una banda compresa intorno ai 2GHz.

Per l´Europa lo standard è denominato UMTS e prevede una componente terrestre ed una componente satellitare, non si è giunti ad un vero e proprio standard in quanto ad esempio per l´UMTS vengono implementate sia la soluzione FDD che da luogo al W-CDMA che quella TDD che dà luogo al TD-CDMA, la prima più adatta ai collegamenti voce e la seconda più adatta ai collegamenti asimmetrici tipici di internet.

 

2) Requisiti di servizio per un sistema 3G :

a)       la capacità di sistema non deve essere inferiore a quella dei sistemi di 2ª generazione

b)       copertura globale ottenuta per mezzo della componente satellitare

c)       ritmi binari variabili

d)       tariffazione basata sul volume piuttosto che sul tempo

 

3) Architettura interfaccia radio :

Vi sono 3 strati, lo strato fisico è al livello 1 mentre lo strato di controllo è al livello 2 e si suddivide nello strato MAC (…controllo della accesso al mezzo) ed RLC (…controllo del canale radio) poi c´è lo strato di rete al livello 3 .

 

4) Tipologie di canali :

Vi sono i canali fisici utilizzati per il trasporto del flusso numerico nel mezzo fisico ed i canali di trasporto utilizzati dallo strato fisico per fornire servizi agli strati superiori. Le modalità in cui i canali fisici sono associati ai canali di trasporto sono diverse nel caso di FDD e di TDD.

 

5) Struttura trama UMTS :

Vi è una supertrama composta da 72 trame, ogni trama dura 10ms e contiene 15 time slot ciascuno composto da 2560chip per un chip-rate complessivo di 3,84Mbit/s.

 

6) Strato fisico FDD/W-CDMA :

Ad ogni canale fisico della cella viene associato un codice , abbiamo due canali fisici per le connessioni d´utente, il DPDCH (Dedicated Phisical Data Channel) per i dati d´utente ed il DPCCH (Dedicated Phisical Control Channel) per le segnalazioni associate.

a)       tratta in salita

Al  DPDCH viene associato un codice di canalizzazione I diverso rispetto a quello Q che viene associato al DPCCH. Sono codici ad albero OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor) che garantiscono l´ortogonalità anche nel caso di canali con differenti ritmi binari. Oltre a questi codici viene poi effettuato unoscrambling che è tipico del determinato utente.

b)       tratta in discesa

Ogni connessione è caratterizzata da un diverso codice di canalizzazione, i segnali destinati ai diversi utenti vengono prima sincronizzati successivamente viene su di essi eseguita l´operazione di scrambling mediante sequenze diverse da cella a cella.

Per entrambe le tratte è poi prevista una modulazione armonica.

 

7) Strato fisico TDD/TD-CDMA :

Ogni slot può essere attribuito indifferentemente all´uplink o al downlink inoltre 16 diverse connessioni possono essere multiplate nello stesso, a ciascuna di esse è associato un diverso codice OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor).

Il canale fisico consiste in uno slot che si ripete ad intervalli di tempo regolari. L´attribuzione di un canale fisico ad un determinato utente consiste nella attribuzione degli slot e della trama di partenza.

Oltre al codice di canalizzazione che individua il canale si ha poi anche un codice di scrambling che individua la cella.

 

8) Infrastruttura di rete :

La parte realmente innovativa è l´interfaccia radio che prende il nome di UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), essa è costituita dai NODI B che effettuano la connessione con il terminale mobile e che sono connessi ad un RNC (Radio Network Controller) questi sono connessi sia tra di loro che verso la rete fissa, sia essa commutata nel qual caso si passa per un MSC che a pacchetto nel qual caso si passa per un SGSN (Serving GPRS Support Node) il quale è poi connesso ad un GGSN (Gateway GPSR Support Node).

 

9) Procedura di handover :

L´handover in ambiente UMTS cerca di ridurre la probabilità di interruzione della comunicazione, essa può essere dovuta sia ad indisponibilità di risorsa radio presso la cella in cui si arriva oppure ad indisponibilità di connettersi alla rete fissa della cella stessa, quel che si fa pertanto è connettere tra loro le BTS mediante rete fissa, quando avviene l´handover tra due celle, si sfrutta il collegamento alla rete della BTS origine e la si connette alla BTS destinataria la quale poi con calma cercherà di realizzare una connessione alla rete fissa in modo da evitare che si formi una lunga catena.