Roberto Guglielmi Matricola N Università degli Studi di Milano Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Corso di laurea in Scienze dellInformazione Relatore: Prof. G. Prini Correlatore: Dott. D. Maggiorini Anno Accademico 1998/99 UMTS: LA TELEFONIA CELLULARE DI TERZA GENERAZIONE

Universal Mobile Telecommunications System Compatibilita con GSM Convergenza reti fisse, mobili, pubbliche e private Organizzazione dei servizi in framework chiamati Virtual Home Environment Approccio a fasi Durante la prima fase: –Distribuzione e copertura limitate –E necessario effettuare roaming con sistemi di seconda generazione per una copertura più estesa –Termine fase 1 nellanno 2002

SERVIZI DEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE MOBILE Prima generazione - TACS: –Servizi vocali Seconda generazione - GSM: –Servizi vocali (predominanti) –Servizi di base per il trasferimento dati: SMS FAX Terza generazione - UMTS: –Servizi vocali –Servizi avanzati per il trasferimento dati (predominanti)

SERVIZI DI UMTS Standardizzazione non dei servizi ma delle caratteristiche di base dei servizi Qualità migliore: –Facilità duso più elevata –Qualità migliore della voce,delle immagini e dei suoni –Ritardi di trasmissione minori –Variazione dei ritardi di trasmissione (Jitter) minore Velocità di trasmissione più elevata: –2 Mb/s allinterno di edifici –384 kb/s in aree urbane e suburbane –144 kb/s in aree di copertura satellitare Sicurezza accresciuta: –Algoritmi UEA, UIA

BEARER SERVICE TELESERVICE Permettono il trasferimento di informazioni, dati di segnalazione e di controllo tra punti di accesso Definizione attraverso attributi di basso livello: Attributi sul trasferimento delle informazioni Attributi sulla qualità delle informazioni Permettono il trasferimento di informazioni, dati di segnalazione e di controllo tra punti di accesso Definizione attraverso attributi di basso livello: Attributi sul trasferimento delle informazioni Attributi sulla qualità delle informazioni Servizi di base (dialogo, SMS, FAX) Servizi multimediali (combinazione di voce, audio, dati, video, immagini) Servizi Internet (WWW-browsing, , ftp) Servizi broadcast Servizi di base (dialogo, SMS, FAX) Servizi multimediali (combinazione di voce, audio, dati, video, immagini) Servizi Internet (WWW-browsing, , ftp) Servizi broadcast SERVIZI SUPPLEMENTARI SERVIZI SUPPLEMENTARI Modificano o completano servizi di telecomunicazione di base Non possono essere offerti come servizi a se stanti, ma devono essere accoppiati a uno o più servizi di telecomunicazione di base Modificano o completano servizi di telecomunicazione di base Non possono essere offerti come servizi a se stanti, ma devono essere accoppiati a uno o più servizi di telecomunicazione di base SERVIZI DI TELECOMUNICAZIONE

VIRTUAL HOME ENVIRONMENT LHome Environment non è unentità fisica, è lambiente in cui operano gli utenti allinterno del proprio network, responsabile di fornire i servizi da loro richiesti Il Virtual Home Environment è un sistema per la portabilità dei servizi personalizzati offerti dallHome Environment Il VHE fornisce indipendenza dei servizi e dellinterfaccia utente rispetto al network, alla posizione allinterno del network e al terminale utilizzato NETWORK OPERATOR V H E MOBILE STATION SERVICE PROVIDER

ARCHITETTURA DI UMTS Core Network Gestisce i servizi offerti dai service provider Gestisce il trasferimento delle informazioni Gestisce i dati dellutente E indipendente dalle tecniche di accesso UTRAN Permette laccesso al Core Network Effettua la trasmissione Gestisce le risorse radio User Equipment E il terminale mobile utilizzato dallutente E costituito da: ­USIM ­Mobile Equipment User Equipment Interfaccia Iu UMTS Terrestrial Radio Access Network Interfaccia radio Core Network

CORE NETWORK IP NETWORK GMSC GGSN SGSN MSC/ VLR AuC HLR EIR ISDN/PSTN Iu-CSIu-PS Mobile Switching Center Serving GPRS Support Node Gateway Mobile Switching Center Gateway GPRS Support Node Authentication Center Home Location Register Visitor Location Register Equipment Identity Register

UMTS RADIO ACCESS NETWORK Core Network Interfaccia Iu Interfaccia Iur Interfaccia Iub Radio Network Subsystem Radio Network Controller Node B Radio Network Controller Node B Celle UTRAN consiste di più RNS Il RNS è responsabile della comunicazione con i terminali mobili E responsabile delle risorse radio per le sue celle Controlla più Node B Ogni Node B serve una cella Modalità: TDD mode FDD mode Dual-mode

INTERFACCIA RADIO STRATO DI RETE Gestisce le connessioni logiche tra UTRAN e User Equipment Controlla lallocazione delle risorse radio STRATO DATA LINK Gestisce il trasferimento dei dati tra UTRAN e User Equipment su canali logici STRATO FISICO Effettua il trasferimento fisico dei dati sul ponte radio

Frequency Division Duplex (FDD)Tecnologia DS-CDMA Bande di frequenza accoppiate Copertura Suburbana/ Urbana Macrocell/ Microcell Velocità di trasmissione almeno 348 kb/s Time Division Duplex (TDD)Tecnologia TDMA/CDMA Bande di frequenza non accoppiate Copertura Urbana/Interno edifici/Abitazione Microcell/Picocell/Homecell Velocità di trasmissione: –Almeno 384 kb/s per ambiente urbano –Almeno 2 Mb/s interno edifici e abitazioni MODALITA DI FUNZIONAMENTO DELLO STRATO FISICO

NETWORK SERVICE AREA UMTS SERVICE AREA Area di servizio delle reti di tutti gli operatori aderenti a UMTS PLMN SERVICE AREAArea di copertura della rete di un singolo operatore MSC/VLR SERVICE AREA Area di competenza di un MSC e del VLR in esso integrato SGSN AREAArea di competenza di un singolo SGSN LOCATION AREA Area nella quale la MS può muoversi senza provocare aggiornamento della posizione nel VLR ROUTING AREA Area nella quale la MS può muoversi senza aggiornamento della sua posizione nel SGSN CELLAArea gestita da un singolo Node B

Permette velocità di trasmissione e qualità dei servizi elevate solamente allinterno di edifici e abitazioni (superiori in ogni caso a quelle del GSM) Copertura iniziale della fase 1 : –Aree isolate (isole) Copertura finale della fase 1: –Suburbana/Urbana/ Interno edifici/Interno locali Copertura globale assente LIMITI IMPLEMENTATIVI DELLA FASE 1 Inter-Network Roaming Globale Suburbana Urbana Edifici Terminali audio/video Interni

FUTURI SVILUPPI Miglioramento della qualità dei servizi e aumento della velocità di trasmissione anche in aree Suburbane/Urbane Integrazione in URAN del Broadband Radio Access Network (BRAN) che permette velocità di trasmissione fino a 25 Mb/s in ambienti interni e punti di traffico intenso, mantenendo la stessa interfaccia Iu Integrazione in URAN del UMTS Satellite Radio Access Network (USRAN), mantenendo la stessa interfaccia Iu BRANUTRANUSRAN UMTS Radio Access Network

FUTURI SVILUPPI (Continua) Fino al 2005: –Dialogo servizio più richiesto –Telefonia fissa predominante su telefonia mobile e Internet Dal 2005: –Servizi dinformazione e trasferimento dati più richiesti –Internet e telefonia mobile predominanti su telefonia fissa Fissa Mobile Internet