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

Esempio di Applicazioni RF Radiodiffusione AM (540 kHz-1600 kHz) Radiodiffusione FM (88-108 MHz) Televisione (VHF + UHF fino a 860 MHz) Telefonia mobile 1G (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 8PSK

FSK Frequency Shift Keying

QAM Quadrature Amplitude Modulation

Efficienza spettrale teorica

Effetto della banda finita

Sistema Numerico di Telecomunicazione

Metodi di accesso Duplexing Multiplazione 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 dBm) 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”