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UMTS

Il sistema UMTS nasce per porsi come elemento di convergenza tra il mondo delle telecomunicazioni e le altre tecnologie dell'informazione, attraverso la saldatura tra i due grandi successi degli ultimi anni, la telefonia mobile ed Internet. Il sistema sarà universale, ma non unico, tanto è vero che si prevedono due alternative tecniche, l'una denominata W-CDMA, l'altra TD-CDMA. Ambedue le soluzioni prevedono che i canali di comunicazione non siano principalmente ottenuti delimitando bande di frequenza (FDMA= Frequency Division Multiple Access) o intervalli di tempo (TDMA= Time Division Multiple Access), ma sfruttando le proprietà di particolari codici (Code Division Multiple Access). Nella prima alternativa si usa la discriminazione in frequenza (FDD= Frequency Division Duplex) per separare i canali della tratta mobile-base da quelli base-mobile, mentre nel secondo caso la stessa banda è utilizzata alternativamente dai due corrispondenti (TDD= Time Division Duplex). L'adozione dei due standard permette di destinare le diverse porzioni di spettro radioelettrico rese disponibili a quel sistema che ha la miglior potenzialità di utilizzo. A questo proposito va ricordato che la terza generazione di questi sistemi è denominata a livello mondiale IMT-2000, e che le conferenze mondiali di assegnazione dello spettro (WRC=World Radio Conference), di emanazione ITU (International Telecommunication Union) hanno recentemente assegnato come risorsa di base (core bands) ai sistemi in oggetto le bande. In ambito ITU, nel corso della WRC-97, la risoluzione 212 ha designato per i sistemi IMT-2000, le bande 1885-2025 MHz e 2110-2200 MHz; di esse le sotto bande 1980-2010 MHz e 2170-2200 MHz sono indicate per la componente satellitare del sistema. Va notato che nella allocazione si possono individuare delle porzioni di spettro cosiddette simmetriche, ovvero atte ad un bilanciamento delle due tratte, ed altre asimmetriche.
In Europa, le bande riservate all'UMTS sono:

  • 1920-1980 / 2110-2170 MHz di spettro simmetrico (totale 2x60 MHz)
  • 1900-1920 / 2010-2025 MHz di spettro asimmetrico (totale 35 MHz)

Lo spettro simmetrico è quello adatto per essere utilizzato in modalità FDD, quello asimmetrico in modalità TDD: in entrambi i casi la tecnica di accesso fondamentale rimane basata sul CDMA. La modalità TDD è particolarmente interessante per servizi di tipo asimmetrico, come il recupero di dati da Internet, in cui si suppone che l'utente occupi il canale per poco tempo al momento della richiesta di informazione e che invece ben più pesante sia l'impegno del canale quando l'informazione viene inviata dalla rete verso il terminale mobile.
Malgrado l'interesse attuale degli operatori sia principalmente per lo spettro simmetrico (essenzialmente per continuità con lo standard GSM e per la scarsità di proposte sul TDD da parte dei costruttori), è ragionevole che ciascun operatore necessiterà di entrambe le tipologie di spettro per fornire un pacchetto di servizi completo, secondo le esigenze dell'utente. Lo spettro simmetrico è necessario per servizi ad elevato grado di mobilità. Può essere utilizzato per coperture globali sull'intero territorio nazionale, per servizi a bassa mobilità in aree suburbane e per servizi anche sbilanciati in aree rurali. Lo spettro asimmetrico verrà presumibilmente utilizzato per lo più per servizi a bassa mobilità, principalmente nelle aree urbane e in condizioni di traffico sbilanciato tra le due vie: in questo senso il TDD può essere visto come completamento dell'FDD, ove necessario.
La tecnica di accesso multiplo del nuovo sistema è denominata a Divisione di Codice perché la distinzione tra le comunicazioni dei diversi utenti viene effettuata, all'interno di una banda di 5 MHz, utilizzando le proprietà di alcune particolari sequenze o forme d'onda, i codici del sistema. Ciò impone sofisticate tecniche di sincronismo e di controllo delle potenze irradiate, ma offre come contropartita una capacità maggiore rispetto ai precedenti sistemi e una maggior flessibilità di utilizzo. La rete di accesso cellulare dell'UMTS (UTRAN= UMTS Terrestrial Radio Access Network) ha dunque delle modalità di distribuzione del segnale sul territorio da servire molto diverse rispetto al sistema GSM. Sarà possibile usare potenze inferiori a parità di distanze da percorrere e sarà necessario controllarle in modo più accurato perché altrimenti si ridurrebbe la capacità di trasmissione.

Tab IV: Caratteristiche tecniche riassuntive: confronto tra 2, 2.5 e 3 G.
Tab IV: Caratteristiche tecniche riassuntive: confronto tra 2, 2.5 e 3 G.


Tesi di Laurea:
"Progetto di PAs switching - mode per applicazioni lineari alla telefonia cellulare 3G"

di Domenico De Simone


- POLITECNICO DI BARI -
- Facoltà di Ingegneria -
- Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica -
- Dipartimento di elettotecnica ed elettonica -
- Anno accademico 2002-2003 -