Sistemi Mobili di Telecomunicazione

1. Sistemi Mobili di Telecomunicazione (Generalità)

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

3. 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

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

5. 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.

6. ……. • 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)

7. Bande di frequenza BAND Hz • ELF 30 - 300 • AF 300 - 3 k • VLF 3 k - 30 k • LF 30 k - 300 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

8. 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)

9. Modulazioni

10. Modulazioni numeriche: perchè

11. Tradeoff

12. Modulazione I Q

13. Modulatore I Q

14. Demodulatore I Q

15. QPSKQuadrature Phase Shift Keying

16. BPSK 8PSK

17. FSKFrequency Shift Keying

18. QAMQuadrature Amplitude Modulation

19. Efficienza spettrale teorica

20. Effetto della banda finita

21. Sistema Numerico di Telecomunicazione

22. 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

25. 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

26. raffronto

27. 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)

28. Generazione e proprieta’ del PN………..

29. Spreading and despreading

30. ……continua

31. …….

32. 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

33. 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

34. Sistema frequency hopping

35. Confronto FH/DS

36. 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”