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HSDPA per le reti telefoniche di nuova generazione

Informazioni tesi

  Autore: Stefano Savanelli
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2005-06
  Università: Università degli Studi di Udine
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria gestionale
  Relatore: Pier Luca Montessoro
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 62

Scrivere e ricercare notizie inerenti alle nuove tecnologie non è impresa semplice.
Negli ultimi due anni il mondo tecnologico ha assistito ad un imponente crescita dell’innovazione tecnologica. La globalizzazione dei mercati ha portato inoltre ad un accorciamento delle distanze con il conseguente aumento delle esigenze di mobilità.
Il mercato dei servizi, orientato agli utenti mobili, grazie a queste premesse, ha rafforzato la sua importanza con il conseguente investimento di ingenti quantità di denaro da parte delle compagnie telefoniche nello sviluppo di sistemi di comunicazione mobile sempre più efficienti.
Partito dalle esigenze dalle forze militari americane, la tecnologia della comunicazione mobile ha approdato ad una sua prima maturità quando nel 1935 si arrivò all’invenzione della modulazione di frequenza.
Il secondo passo è stato quando si ha avuta una divisione a celle del territorio infrangendo quel limite che voleva segnata una stessa frequenza ad un solo utente: questa è indubbiamente la chiave del sistema radio-cellulare, che appunto prende da questa suddivisione il suo nome.
Dagli anni ’80 ad oggi sono varie le tecnologie radiomobili che vi sono succedute, ma sempre in quegli anni prendeva piede un’altra tecnologia che aveva mosso i suoi primi passi parallelamente: Internet.
La spinta evolutiva fornita da internet ha rivoluzionato i tradizionali canali informativi e in questo contesto è nata negli ultimi anni la volontà di lavorare a nuovi sistemi in grado di conciliare appunto la mobilità degli utenti e la crescente esigenza di comunicare (multimediale o non) cercando di integrarli.
Con questi obiettivi sono nati il GPRS, l’EDGE, l’UMTS e l’attuale HSDPA.
Questa tesi si propone di fornire un quadro dettagliato del panorama delle nuove tecnologie per le comunicazioni mobili e in particolare un approfondimento sull’utilizzazione della tecnologia, prossima ad essere lanciata sul mercato, dell’HSDPA.
La Tesi sarà organizzata in 7 capitoli. All’inizio verrà presentata un’analisi delle principali caratteristiche e funzionalità di una rete cellulare che è alla base di tutte le tecnologie per le comunicazioni radiomobili. Successivamente si prenderà in esame la tecnologia UMTS dalle implementazioni della quale è nato il nuovo sistema HSDPA. Questo sistema verrà analizzato nel dettaglio in tutte le sue peculiarità, caratteristiche innovative e applicazioni. Nel quinto capitolo verrà fatta una panoramica sulle prospettive future e delle tecniche che verranno implementate nelle nuove versioni dell’HSDPA. La Tesi si concluderà con un’analisi dettagliata dei nuovi servizi, applicazioni che l’HSDPA riuscirà a fornire agli utenti delle compagnie telefoniche di tutto il mondo.

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PRINCIPI DELLE RETI CELLULARI 2 CAPITOLO 2: Cenni su Reti cellulari wireless L’esplosione del fenomeno della telefonia mobile è, senza dubbio, avvenuta in questo ultimo decennio, ma dietro alle comodità odierne offerte dal nostro telefonino, si cela un lavoro che dura non da qualche anno ma addirittura da quasi un secolo. Sembra incredibile ma è assolutamente vero: i primi esperimenti in questo campo risalgono ai primi anni ’20, quando le forze militari statunitensi si ingegnarono per trovare un sistema di comunicazione a distanza. Purtroppo, dati i tempi e le tecnologie allora disponibili, i collegamenti potevano essere solo unidirezionali, mentre comunicazioni vere e proprie si ebbero solo a partire dal 1935 quando venne introdotta la modulazione di frequenza. La diffusione di questo sistema fu immediata: in pratica veniva assegnata una frequenza a chiunque ne facesse richiesta con il risultato che, ben presto, i canali radio disponibili si esaurirono di fronte ad un’enorme domanda. Ma l’intuizione che rivoluzionò il modo di concepire la telefonia mobile si ebbe nel 1947, quando un ricercatore degli AT&T Bell Laboratories avanzò, per primo l’idea di “cella”. Il concetto di base era sostanzialmente, quello di dividere il territorio in tante celle e di dotare ognuna di esse di stazioni radio, operanti a certe frequenze, in modo che fossero diverse da quelle utilizzate dalle celle adiacenti. Le stazioni, inoltre, dovevano operare a bassa potenza per non interferire con quelle vicine. In questo modo celle non adiacenti, abbastanza distanti fra loro, potevano riutilizzare le stesse frequenze: questo permetteva dunque, di supportare un numero maggiore di utenti. La tecnologia cellulare è alla base delle comunicazioni mobili wireless e supporta la connessione di utenti che si trovano in aree difficilmente servibili dalle reti cablate. E’ sicuramente stato il più rivoluzionario di tutti i cambiamenti avvenuti nel mondo delle comunicazioni e delle telecomunicazioni. 2.1 PRINCIPI DELLE RETI CELLULARI La tecnica radio è stata sviluppata per incrementare la capacità disponibile per il servizio di telefonia radiomobile. Prima che venissero introdotti i sistemi radio cellulari, il servizio di telefonia radiomobile poteva essere fornito solo utilizzando un trasmettitore e un ricevitore di grande potenza. Si trattava di sistemi che supportavano circa 25 canali con un raggio efficace di circa 80 chilometri. Per incrementare la capacità del sistema si è fatto uso di sistemi di bassa potenza e di minor raggio, incrementando il numero di ricetrasmettitori. 2.2 ORGANIZZAZIONE DELLA RETE CELLULARE Una rete cellulare si basa sull’uso di un gran numero di trasmettitori di bassa potenza, dell’ordine di 100 watt o anche meno. Poiché il raggio operativo di tali trasmettitori è ridotto, un’area deve essere suddivisa in celle, ognuna delle quali sarà servita da una propria antenna. A ciascuna cella viene allocata una banda di frequenze e inoltre ciascuna cella sarà servita da una stazione base costituita da un trasmettitore, un ricevitore e una unità di controllo. A celle adiacenti vengono assegnate frequenze differenti per evitare fenomeni di interferenza e diafonia. Tuttavia celle sufficientemente distanti l’una dall’altra possono riutilizzare le stesse bande di frequenza. Nel disporre le celle in modo da coprire un’area, la progettazione di una matrice di celle quadrate non è ideale. Mentre un utente mobile si muove all’interno di una cella dirigendosi verso i suoi confini, è meglio che tutte le antenne adiacenti siano equidistanti. Questo consente di determinare con maggiore facilità quando commutare l’utente su una antenna adiacente e quale 7

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