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Bande di frequenza

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. Metodi di accesso. Duplexing Frequency Division Duplexing (FDD)

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Bande di frequenza

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. Confronto FH/DS

  5. 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”

  6. Protocollo Aloha

  7. Classificazione • Paging • Cordless • Ia generazione: accesso vincolato • IIa generazione: accesso distribuito (limitato) • Cellulare • Cella • Base Station (BS) • Mobile Switching Center (MSC) • Public Switching Telehone Network

  8. Sistemi Cellulari • Divisione in celle • CLUSTER • Problemi tipici • Handoff • Interferenze co-canale • Tecniche per aumentare la capacità • cell splitting • cell sectoring • zone microcell

  9. Metodi per aumentare la capacità • S dipende dalla gamma di frequenza assegnata a un dato servizio • Bisogna massimizzare M ovvero diminuire N (aumentano le interferenze) diminuire l’area della cella (aumentano gli Handoff)

  10. Sequenza per l’attivazione di chiamata da Mobile

  11. Sequenza per l’attivazione di chiamata da BS

  12. STANDARD Analogici • Advanced Mobile Phone System (AMPS) • Ext.Tot. Acc. Comm. System (ETACS) • FM analogica, fD = 10 KHz, B=25 KHz, Bm=5 KHz • Forward link (down link) 935-960 MHz • Reverse link (up link) 890-915 MHz

  13. Standard digitali • Global System for Mobile • (GSM, EGSM) • DCS1800 (Digital cellular System) • PCS1900 (Personal Communication System) • DCS1800 • Interim Standard 95 (IS95) • Dig. Europ. Cordless Telephone (DECT) • Bluetooth

  14. Global System for MobileGSM • Sistema di 2a Generazione (2G) che segue la filosofia ISDN (Integrated Service Digital Network • Servizi forniti • Telefonia • Emergenze • Trasmissione dati (con bit rate da 300 a 9600 bps) • Servizi ISDN: SMS (160 / 7 bit ASCII); Cell Broadcast (avvisi traffico, previsioni del tempo ecc.) • Peculiarità: • Subscriber Identify Number (SIM), SIM+ID=attivazione • Crittografia

  15. Figura 3.1: Architettura del sistema GSM Architettura di rete BTS = Base Transceiver Station BSC = Base Station Controller gestione parziale handover MSC = Mobile Switching Center VLR = Visitor Location Register uno per ogni MSC HLR = Home Location Register uno per tutta la rete AuC = Authentication Center

  16. Interfaccia radio • GSM • uplink 890-915 / down link 935-960 MHz • DCS1800 • uplink 1710-1785 / down link 1805-1880 MHz • PCS • uplink 1850-1910 / down link 1930-1990 MHz

  17. GSM/DCS1800/PCS • FrequencyDivision Duplex • FDMA/TDMA • Banda 200 kHz suddivisa tra 8 utenti TDMA • Absolute Radio FrequencyChannelNumber (ARFCN) • Canale fisico = ARFCN + numero di time slot • Frame= 8 TS + preambolo ecc. durata 4.6 ms • 51 frame formano una multiframe • 51 multiframe formano una superframe • 2048 superframe formano una hyperframe che è costituita da 2715647 frame identificate da un Frame Number: serve a individuare il tipo di informazioni trasmesso nella frame

  18. GSM:Banda base • Bit rate totale = 270.833 Kbps (Tb=3.692 ms) • Bit rate per utente = 270.833/8=33,854 Kbps • Bit rate dati = 24,7 Kbps • Bit rate vocoder = 13.4 Kbps • Ogni TS contiene 156.25 Tb e dura 576.9 ms • Ogni frame contiene 8 TS e dura 4.615 ms • Interleaving: 456 bit suddivisi in blocchi da 57 bit trasmessi su 8 frame diversi • Crittografia: chiave cambiata ad ogni chiamata

  19. IS-95 (Interim Standard 95) • Caratteristiche • area geografica USA • convive con AMPS (transceiver duali) • bit rate variabile (min 1200 / max 9600 bps) • chip rate fisso (1.228 MHz) • Processing gain 128 • Sincronismo BS tramite GPS • Controllo continuo della potenza (effetto cattura)

  20. DECT (Digital European Cordless Telephone) • Physical layer: FHMA/TDMA/TDD • 1880-1900 MHz (10 canali) • Bit rate = 1152 Kbps • Banda = 1.728 MHz (1.5*bit rate) • TS = 480 bit • 24 TS per frame (12 canali TX / RX) • 120 canali in totale • Frequency Hopping ad ogni TS • Modulazione GMSK • Pout = 10 mW

  21. Universal Mobile Telecommunication SystemUMTS • Fino a 2 Mbps • Accesso • canali asimmetrici: CDMA(1.228 Mcps) • down stream (forward link) 1900-1920MHz • up stream (reverse link) 2010-2025 ss • canali simmetrici W-CDMA (3.84 Mcps) • down link 2110-2170 MHz • up link 1920-1980 MHz • UMTS Subscriber Identity Module (USIM) • Dati personali, firma elettronica, imponte digitali, dati biometrici • Funzioni analoghe a carta di credito

  22. Sistemi di terza generazione (3G) • 1G Analogico (solo audio) • 2G Digitale (Audio + dati) • 3G Multimediale • Audio • Dati • Immagini • alta velocità di trasmissione • Link asimmetrici + commutazione di pacchetto

  23. Wireless di terza generazione • Prima generazione • modulazione analogica • solo voce • tanti standard • Seconda generazione • modulazione digitale • voce, SMS, fax, dati (9,6kbps) • pochi standard • Terza generazione • voce, musica, immagini, dati (2Mbps), internet • standard universale GSMGPRSEDGEUMTS 9,6kbps 115kbps 384kbps 2Mbps

  24. Bluetooth • Connessione di periferiche senza cavo • in modo affidabile • sicuro • a basso costo • ad alta compatibilità • Applicazioni • telefonia cellulare • video e foto-camere • PC e periferiche • palmari • riproduttori audio (es. lettori MP3)

  25. Generalità • Nasce alla Ericsson nel 1994 come • accessorio per cellulare di tipo • low cost/low power/ short range • Special Interest Group • Specifiche pubblicate nel 1998 • Realizza le Personal Area Network (PAN)

  26. Piconet pag 64 seminario Agilent

  27. SCATTERNET pag 65 seminar

  28. Physical layer • Banda ISM (2.402-2.480 GHz) • Larghezza di canale = 1 MHz (79 canali) • Modulazione GFSK • BT= 0.5= 500 KHz x 1 ms • indice di modulazione (2 Df Tb= 0.28-0.35) Df = 140/175 KHz • Pout 3 classi • Classe 1 (100 mW); Classe 2 (2.5 mW); Classe 3 (1 mW), controllo continuo della potenza • Accesso al canale = FH slow (1 salto ogni 1/3/5 Time Slot) • TS = 625 ms

  29. ….. Physical layer • Clock fissato dal Master • Clock data Recovery con errore massimo 20ppm, sfrutta 5 bit di preambolo del TS • Sincronizzazion continua dopo ciascun pacchetto • BER max 0.1% : richiede una sensitività di almeno -70 dBm

  30. Wireless Local Area Network WLAN

  31. Office HiperLAN2 - Seamless wireless datacom solution Local Area WLAN Datacom Airport Home Hotel & Conference Roaming Trainstation Publicspace Wide area cellular datacom

  32. Cellular SystemsGSM, TDMA, CDMAGPRS, EDGEW-CDMA, 3G Making the Data Network Go Mobile PAN Bluetooth Wireless LANIEEE.802.11, HiperLAN/2 Personal Area Local Area Wide Area

  33. Ricetrasmettitori mobili: Tecnologia e Architettura Sommario • Architetture • Componentistica passiva • Tecnologie per RFIC • Esempi di “chip set” commerciali

  34. Architetture e tecnologie per terminali wireless(Tecnologie e Chipset Commerciali)

  35. Sommario • Chip set commerciali • Esempio di progetto di un terminale wireless

  36. Terminale multichip

  37. Panoramica di chipset commerciali • Architettura supereterodina • Architettura Low-IF

  38. Architettura Supereterodina

  39. Architettura Low-IF

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