Politecnico di Milano

Dipartimento di elettronica e dell’informazione

Corso di laurea in ingegneria elettronica

 

 

DESCRIZIONE DELLA RETE GSM TIM E INTRODUZIONE AL NUOVO STANDARD UMTS

 


 

 

Autore    : Paolo Di Carne

           Anno accademico 1999-2000

Relatore : Achille Pattavina

 

 

 

SOMMARIO

 

LO STANDARD UMTS    3

Introduzione  25

Le ragioni dell’innovazione  37

Le bande del sistema UMTS   72

Innovazioni dell’UMTS   101

Architettura e rete di accesso  119

Controllo della mobilità nei sistemi di terza generazione  140

Soft handover e  macrodiversità  143

Localizzazione  150

Evoluzione dell’architettura e della Core Network  161

ATM Adaptation Layer 2  164

Internet Protocol IP   178

Dal GSM all’UMTS: il GPRS  190

ACCESSO RADIO DEL SISTEMA UMTS    205

La tecnica di accesso W-CDMA   234

Spreading e Despreading  261

La tecnica di accesso TD-CDMA   272

L’interfaccia radio  286

Mappatura tra canali di trasporto e canali fisici 296

Canali comuni 305

Canali dedicati 320

Trasmissione a pacchetto  328

I canali fisici 354

Assegnazione delle sequenze  367

Servizi multimediali e requisiti di qualità  374

Controllo di potenza  388

I servizi e le applicazioni UMTS    422

Servizi multimediali 445

Accesso a servizi Internet-Intranet 467

Servizi vocali 480

Servizi basati sulla localizzazione  494

Sicurezza e identificazione del cliente  507

UMTS a Torino    532

Il primo esperimento in Italia  534

Le licenze    566

L'UMTS in Europa  574

L'UMTS in Italia  580

Considerazioni 615

 

 

 

 

 

 

 

LO STANDARD UMTS

 

 

*   Introduzione

*   Le ragioni dell’innovazione

*   Le bande del sistema UMTS

*   Innovazioni dell’UMTS

 

*   Architettura e rete d’accesso

*   Controllo della mobilità nei sistemi di terza generazione

*   Evoluzione dell’architettura e della Core Network

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Introduzione

 

 

La telefonia mobile e la trasmissione di dati tramite Internet sono stati certamente i due più grandi successi di fine secolo nel campo delle telecomunicazioni. Da diversi anni si sta lavorando a nuovi sistemi mobili, detti di “terza generazione”, cioè sistemi con capacità avanzate, in grado di conciliare la mobilità del cliente con la crescente esigenza di comunicazione multimediale. Nel 1992 la WARC, World Administrative Radio Conference, ha assegnato la banda di frequenze per i sistemi di terza generazione. In Europa, l’ETSI, European Telecommunications Standard Institute, ha definito l’UMTS, Universal Mobile Telecommunication System. In ambito ITU, il sistema di terza generazione è denominato IMT-2000, International Mobile Telecommunications-2000. Nel gennaio 1998 ETSI ha raggiunto un accordo sulla tecnica d’accesso radio da utilizzare per l’UMTS. Dicembre 1998, creazione del 3GPP, 3rd Generation Partnership Project, ad opera degli enti di standardizzazione d’Europa, Giappone, Usa e Cina. In Europa, si prospetta l’inizio del servizio commerciale per l’UMTS dal 2002.

 

 

 

 

 

 

Le ragioni dell’innovazione

 

 

I fattori che in questi anni hanno portato alla definizione di un sistema di comunicazione mobile innovativo rispetto alle soluzioni attualmente disponibili sono:

 

*   nuove esigenze di servizio che non possono essere soddisfatte dai sistemi di seconda generazione;

*   vantaggi per gli operatori esistenti e i nuovi potenziali concorrenti derivanti dalla disponibilità di nuove bande radio.

 

All’interno della generale richiesta di connettività e trasparenza dei servizi, il mercato delle applicazioni di comunicazione mobile sarà sempre più influenzato dalla presenza di servizi dati basati su Internet. Quest’evoluzione sarà anche facilitata dall’introduzione di nuovi terminali, smart phones, che uniscono le funzionalità tipiche dei sistemi cellulari con funzioni di tipo Personal Digital Assistant. Il cliente richiede in modo sempre più evidente:

 

*   l’accesso trasparente ad Internet-Intranet;

*   la disponibilità di una vasta gamma di servizi, orientati alla multimedialità;

*   terminali di peso e volume contenuti, a basso costo;

*   semplicità nell’uso del terminale;

*   trasparenza nella tariffazione dei servizi.

 

In questi ultimi anni i gestori hanno concentrato i loro interessi e investimenti sull’estensione dei servizi forniti al GSM, sul miglioramento delle sue prestazioni e sull’aggiornamento continuo dell’offerta. Il processo di copertura radio si sta oggi avviando verso una fase di stabilità.


Gli operatori percepiscono il cammino verso l’UMTS come una successione di salti innovativi, capaci di offrire una migrazione morbida dal GSM verso il nuovo standard. Essi mirano ad un sistema che sappia rispondere alle dinamiche della domanda attraverso:

 

*   un accesso radio che minimizzi i costi di sviluppo della rete;

*   l’utilizzo d’interfacce standard, in modo da garantirsi una pluralità d fornitori;

*   la disponibilità di sistemi efficaci e semplici per lo sviluppo dei servizi;

*   la possibilità di offrire i propri servizi ad utenti d’altri gestori.

 

Anche i costruttori vedono il passaggio all’UMTS come una grande opportunità industriale.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Le bande del sistema UMTS

 

 

 

Il successo raccolto in questi anni dalla comunicazione mobile è basato quasi esclusivamente sui servizi vocali. Bisogna però sottolineare che le applicazioni dati, in particolare quelle legate al mondo Internet, vedranno un tasso molto elevato di crescita. Le frequenze assegnate al GSM nella banda dei 900 e 1800 MHz possono, infatti, far fronte ad un aumento dell’utenza voce, ma certamente non sono in grado di soddisfare le domande emergenti nel campo dei nuovi servizi e dei servizi dati. La WARC, World Administrative Radio Conference, responsabile dell’assegnazione delle frequenze radio su base mondiale, ha riconosciuto nel 1992 tale esigenza assegnando ai sistemi di terza generazione una banda compresa tra 1885-2025 MHz e 2110-2200 MHz. Come si può notare dalla figura in Europa i primi 15 MHz della banda coincidono con parte della banda attualmente utilizzata dal sistema DECT, Digital Enhanced Cordless Telecommunications. La restante porzione di spettro relativa al segmento terrestre è stata suddivisa in:

 

*   parte “appaiata”, 60+60 MHz, da 1920 a 1980 MHz in up-link e da 2110 a 2170 MHz in down-link, dove c’è simmetria tra le due tratte;

*   parte “non appaiata”, 35 MHz, da 1900 a 1920 MHz e da 2010 a 2025 MHz, dove non c’è distinzione tra porzioni assegnate ad up-link e down-link.

 

Lo spettro, in Europa, disponibile per la componente terrestre è di 155 MHz, mentre la componente satellitare (MSS) è costituita dalle bande “appaiate”, 30+30 MHz, tra 1980-2010 e tra 2170-2200 MHz.

 


 

 


Si prospetta un numero massimo di quattro o cinque operatori per nazione. I servizi di terza generazione si poggeranno su terminali evoluti. La rete garantirà elevate capacità di trasporto, secondo tecniche a pacchetto e a circuito. Nei paesi europei il traffico voce viaggerà prevalentemente sulla rete GSM, mentre i servizi innovativi saranno assegnati all’UMTS.


I settori applicativi saranno:

 

*   la comunicazione interpersonale, audio e videotelefonia;

*   i servizi di messaggistica, video-voice mail, chat;

*   la diffusione dell’informazione, servizi informativi, servizi al cittadino, teleformazione;

*   le applicazioni di localizzazione evoluta, navigazione personale, supporto alla guida;

*   servizi affari;

*   servizi di massa, come servizi bancari, commercio elettronico, monitoraggio, ecc…

 

 

 

 

 

 

 

Innovazioni dell’UMTS

 

 

A livello mondiale si sono stabiliti i requisiti minimi che lo standard UMTS deve offrire. Essi sono:

 

*   universalità dei servizi forniti, attraverso l’interazione diretta o indiretta con Internet;

*   bit rate, 144 Kbit/s, 384 Kbit/s e 2 Mbit/s secondo l’ambiente di servizio e delle caratteristiche di mobilità;

*   flessibilità, raggiunta attraverso due modalità d’accesso radio, l’uso di schemi a variable bit rate e la possibilità di controllare significativi livelli di asimmetria di servizio, differenza di capacità tra up e down-link.

 

L’esigenza di universalità del servizio poggia sulle funzioni di rete e sull’integrazione ad esempio con il mondo di Internet; mentre i requisiti di trasporto e flessibilità vengono coperti dalla modalità di accesso radio. Nei sistemi di terza generazione l’accesso radio si basa sulla tecnica a divisione di codice CDMA, Code Division Multiple Access, la quale permette di utilizzare su uno stesso canale bit rate differenti. Nel sistema GSM questo non è possibile poiché la tecnica TDMA prevede la suddivisione in timeslot e quindi una rigidità intrinseca nel sistema. La modalità d’uso della risorsa radio è direttamente legata al livello di interferenza del sistema. Questo livello non è garantito a priori, diversamente accade nel GSM in cui l’allocazione delle frequenze, eseguita in fase di pianificazione, viene eseguita fissando un voluto livello di interferenza. La tecnica CDMA appartiene alla famiglia delle tecniche a dispersione di spettro.

La rete di accesso può essere realizzata da soluzioni basate su ATM, Asynchronous Transfer Mode, portando vantaggi in flessibilità e capacità trasmissive.

 

 

 

 

 

 

 

Architettura e rete di accesso

 

L’architettura della rete di accesso UMTS viene denominata UTRAN, UMTS Terrestrial RadioAccess Network. L’UTRAN è connesso al Core Network, la parte di rete che esegue la commutazione. L’UTRAN è composta di sottosistemi radio denominati RNS, Radio Network Sub-system connessi alla Core Network attraverso l’interfaccia Iu. I sottosistemi RNS possono essere connessi tra loro attraverso l’interfaccia Iur. Ogni sottosistema radio è composto da un controllore, RNC Radio Network Controller, e da uno o più B Nodes. Questi nodi sono responsabili del controllo delle risorse radio nelle celle a loro assegnate. Un nodo B può contenere una o più stazioni radio BTS, controllate da un controllore di sito, Site Controller.

Le funzioni di segnalazione e controllo attive tra la stazione mobile MS e la rete di accesso RAN, Radio Access Network, tendono ad essere dipendenti dalla tecnologia radio, mentre quelle attive tra stazione mobile e Core Network sono tipicamente indipendenti dalla tecnologia radio, cioè rimangono le stesse, qualunque sia la tecnica di accesso utilizzata.

L’ETSI ha definito l’architettura UMTS secondo il concetto di Generic Radio Access Network vale a dire una rete in grado di integrarsi con una molteplicità di reti fisse e interfacce radio differenti. Si deve notare che un terminale UMTS è in grado di offrire servizi non solo attraverso la rete UMTS d’accesso, ma anche attraverso quella GSM. I terminali saranno terminali dual band in grado di lavorare con entrambe le reti. Questo permetterà all’operatore di garantire comunque il servizio procedendo alla copertura UMTS gradualmente. Nelle prime fasi di sviluppo il gestore può sfruttare il nuovo sistema in termini di banda radio, utilizzando l’attuale infrastruttura di rete GSM.

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Controllo della mobilità nei sistemi di terza generazione

 

 

Soft handover e  macrodiversità

 

Il concetto di copertura cellulare nei sistemi di seconda generazione prevede il riuso delle frequenze per servire un elevato numero di clienti con i pochi canali radio a disposizione. La mobilità del cliente viene nel GSM gestita con la procedura di handover. Questa procedura prevede un salto da una frequenza ad un’altra qualora un cliente attraversi due celle. Questo processo parte quando il livello di segnale o il livello di qualità scende al di sotto di una certa soglia d’accettazione. A questo punto il cliente continua la comunicazione, ma la connessione è realizzata con un’altra stazione radio base, quella meglio ricevuta. Nel caso del CDMA non esiste il riuso delle frequenze poiché tutti i terminali trasmettono alla stessa frequenza radio. L’handover può quindi essere eseguito dal sistema in modo asincrono, senza che sia richiesto un particolare scambio d’informazioni con il terminale mobile. Tale funzionalità, detta soft handover, è resa possibile dal meccanismo della macrodiversità. La macrodiversità consente di mantenere una connessione con la stazione mobile attiva attraverso differenti stazioni radio base. Questo significa che l’informazione d’utente è trasportata sull’interfaccia radio attraverso canali attivi con varie BTS. Nella fase di “cambio del canale “, tipica del processo di handover, la continuità della connessione è garantita attraverso la molteplicità dei cammini realizzati dal terminale mobile al punto di controllo nella rete.

 

 

 

 

Localizzazione

 

Un’altra procedura legata alla mobilità è la localizzazione della MS, che permette alla rete di sapere istante per istante la sua posizione. Nei sistemi di seconda generazione il radiomobile aggiorna la rete per ogni passaggio da una location area ad un’altra tramite il registro VLR e se necessita anche l’HLR. Al sopraggiungere di una chiamata la rete, interpellando i database, è sempre a conoscenza della posizione del mobile e inoltra un messaggio di paging a tutte le celle appartenenti alla location area interessata. In termini di canali di controllo e occupazione risorse radio questo meccanismo di gestione della mobilità è abbastanza pesante. Per rendere più efficiente questa procedura si potrebbe differenziare le location area dalle aree di paging. Il messaggio di paging può essere inoltrato inizialmente nell’area in cui il mobile si trova con maggiore probabilità (per esempio quella in cui ha ricevuto o generato l’ultima chiamata). Nel caso la rete non riceva risposta, il paging è esteso all’intera location area.

 

 

 

 

 

 

 

 

Evoluzione dell’architettura e della Core Network

 

 

ATM Adaptation Layer 2

 

L’utilizzo della tecnica ATM nell’infrastruttura UMTS porta numerosi vantaggi in termini d’efficienza, flessibilità e la possibilità di controllo della qualità del servizio. Alcuni di questi vantaggi sono:

 

*   l’assegnazione dinamica della banda;

*   la possibilità di multiplare statisticamente i flussi di dati;

*   la possibilità di usare facilmente soluzioni alternative d’instradamento in caso di guasti;

*   evitare la doppia transcodifica nel caso di connessione locale mobile-mobile.

 

Ci sono però delle incompatibilità di fondo tra la dimensione dei blocchi d’informazione scambiati sull’accesso radio e quella delle celle ATM. Le dimensioni tipiche sono intorno ai 100 bit per l’interfaccia radio, mentre una cella ATM porta 48 byte, cioè 384 bit d’informazione. Per ottenere un’alta efficienza, molti blocchi radio (circa 4) dovrebbero essere accumulati in una singola cella ATM. Questo causerebbe una latenza inaccettabile per i servizi sensibili al ritardo. La soluzione è utilizzare l’ATM Adaptation Layer 2, che permette di multiplare diverse connessioni d’utente su una singola connessione virtuale ATM. Ogni singolo blocco radio deve avere un’intestazione all’interno della cella ATM per identificare la connessione e quindi l’origine e la destinazione. Il CID Channel IDentifier, svolge questa funzione definendo anche la lunghezza del blocco. E’ utilizzato nei nodi di transito per instradare correttamente i diversi flussi precedentemente multiplati sulla stessa connessione virtuale.

 

 

 

 

Internet Protocol IP

 

Un altro importante elemento d’innovazione tecnologica legata all’architettura è indotto della forte crescita dell’interesse per i servizi dati nel campo dei mobili, conseguenza diretta della veloce diffusione di servizi basati su Internet. E’ questo uno dei punti di convergenza tra due mondi in cui si sono affermati diversi modelli di rete e di servizio: il contesto delle telecomunicazioni e quello dell’informatica. Una differenza sostanziale tra i due contesti è la modalità di connessione, ogni connessione che richiede trasporto d’informazioni vocali o video deve necessariamente rispondere a vincoli stringenti sul massimo ritardo ammissibile. Diversamente un’interconnessione tra calcolatori scambia informazioni a blocchi e il ritardo non è determinante quanto la correttezza dell’informazione stessa (immunità da errori). Internet non è altro che una rete diffusa di calcolatori che permette di instradare l’informazione sotto forma di pacchetti tra i nodi della rete fino alla destinazione finale. Il protocollo utilizzato è quello IP, Internet Protocol. Ogni pacchetto è commutato secondo un meccanismo che assegna ad ognuno dei nodi coinvolti la scelta d’instradamento, sulla base del contenuto informativo inserito nell’intestazione del pacchetto stesso. I nodi IP, router, possono essere interconnessi attraverso sottoreti eterogenee reti telefoniche, reti locali. I calcolatori, host, connessi in rete sono identificati attraverso appositi indirizzi IP. Un indirizzo IP è costituito da due componenti:

 

*   la prima parte dell’indirizzo IP permette di identificare la sottorete;

*   la seconda consente di consegnare il pacchetto al calcolatore finale all’interno di tale sottorete.

 

Per il trasporto dei pacchetti da terminale a terminale si utilizzano i protocollo TCP, Trasmission Control Protocol e l’UDP, User Datagram Protocol che garantiscono la correttezza dell’invio tra il nodo d’origine e quello di destinazione, per servizi rispettivamente orientati e non orientati alla connessione. Recentemente, i servizi IP sono stati resi disponibili anche quando il calcolatore venga spostato rispetto al suo usuale punto d’accesso alla rete, Mobile IP. Questa disponibilità di servizio “in mobilità” risulta particolarmente difficile da garantire ogniqualvolta il nuovo punto d’accesso appartiene ad una rete diversa rispetto a quella residente. Nei protocolli IP attuali, di versione 4, la funzione di Mobile IP è svolta attraverso un meccanismo d’incapsulamento detto tunneling. I pacchetti inviati da un utente della rete al Mobile Host, che si è spostato sotto un’altra rete, Foreign Network, vengono incapsulati dall’Home Agent (che si trova nella rete d’appartenenza) e ritrasmessi all’indirizzo del Foreign Agent, il quale dopo averli spacchettati li consegna al destinatario. In senso contrario i pacchetti viaggiano direttamente dal Mobile Host alla terminazione di rete connessa. Questa procedura richiede che il Roaming Mobile Host si registri preventivamente nella rete visitata, e che il Foreign Agent informi di tale registrazione l’Home Agent, fornendogli tutti gli elementi necessari al successivo reintradamento dei pacchetti. I protocolli IP di versione 6 superano i limiti presentati dalla versione precedente. Si noti l’analogia dei requisiti di localizzazione con quelli tipici delle reti mobili. Le funzioni svolte dagli Home e Foreign Agent sono simili a quelle svolte dai registri di localizzazione HLR e VLR all’interno della stessa rete mobile o tra reti mobili diverse. Oggi, la diffusione dei servizi dati risulta sempre più intrecciata con la diffusione del concetto di mobilità. Il rapidissimo sviluppo delle comunicazioni mobili, il crescente interesse per servizi mobili multimediali, porta alla fusione di dati, voce e immagini a coesistere anche all’interno della stessa chiamata.

 

 

 

 

Dal GSM all’UMTS: il GPRS

 

Il GPRS, General Packet Radio Service, può essere considerato un passo intermedio tra i sistemi di seconda e terza generazione. Realizza un’integrazione tra funzioni a circuito e modalità a pacchetto. Il problema principale che si è dovuto risolvere nel GPRS è appunto legato alla compatibilità dei due sistemi molto differenti, la rete d’accesso GSM fortemente orientata alla commutazione, e i requisiti tipici della commutazione a pacchetto. Sono stati creati dei nodi di supporto che interfacciano la rete d’accesso GSM con la rete dati esterna. Queste funzioni di interlavoro tra i nodi di supporto del GPRS sono chiamati SGSN, Serving GPRS Support Node, e GGSN, Gateway GPRS Support Node. Il Base Station Controller del GSM è interfacciato con il SGSN.

 


La configurazione mostrata in figura può rappresentare il primo passo verso l’UMTS, capace di risolvere i problemi di banda. Infatti, l’accesso radio di terza generazione viene usato semplicemente per aumentare la capacità in termini di spettro disponibile. L’architettura non permette di fornire servizi innovativi rispetto al GSM, in quanto le funzioni di rete fissa rimangono sostanzialmente quelle della rete GSM e non sono aggiornate secondo i nuovi requisiti di servizio. La compatibilità tra l’accesso UMTS e la Core Network GSM è garantita da funzioni di interlavoro IWU (InterWorking Unit) verso i due segmenti voce e dati della fase 2+.

 


L’uso dell’accesso radio UMTS, secondo lo schema precedente, può essere di interesse anche per i gestori GSM consolidati, qualora i servizi dati a larga banda stentino a rivelarsi essenziali nello sviluppo a breve termine della comunicazione mobile. L’architettura risulta analoga a quella odierna basata principalmente su applicazioni vocali e dati a basso bit rate.

 

Se invece si desidera fornire nel breve periodo servizi dati di terza generazione occorre modificare l’architettura di rete integrando completamente l’infrastruttura UMTS con quella GSM. Il passo successivo rispetto alla soluzione precedente è descritto dalla seguente figura, in cui i servizi innovativi vengono supportati dalla UMTS Core Network che realizza funzionalità a circuito ed a pacchetto.

 


 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


ACCESSO RADIO DEL SISTEMA UMTS

 

 

*   La tecnica di accesso W-CDMA

*   Spreading e Despreading

*   La tecnica di accesso TD-CDMA

*   L’interfaccia radio

*   Mappatura tra canali di trasporto e canali fisici

*   I canali fisici

*   Servizi multimediali e requisiti di qualità

*   Controllo di potenza

 

 

 

 

 

Il processo di definizione dell’interfaccia radio dell’UMTS è stato avviato in ambito ETSI nel 1997 e nel gennaio 1998 si è raggiunto un accordo sulla tecnica da adoperare. La soluzione prende il nome di UTRA, UMTS Terrestrial Radio Access, e si basa su due tecniche W-CDMA e TD-CDMA:

 

*   tecnica W-CDMA, Wideband Code Division Multiple Access, con duplexing FDD (Frequency Division Duplex), nella porzione appaiata dello spettro;

*   tecnica TD-CDMA, Time Division CDMA, con duplexing TDD (Time Division Duplex), nella porzione non appaiata dello spettro;

*   la specifica dell’accesso radio deve essere tale da garantire la possibilità di sviluppare terminali a basso costo dual band UMTS/GSM.

 

Nella modalità FDD la trasmissione tra terminale mobile e stazione radio base, tratta up-link, avviene nella sottobanda inferiore, mentre la trasmissione da stazione radio base e terminale mobile, tratta down-link, avviene nell’altra sottobanda. Le operazioni di trasmissione e ricezione possono quindi avvenire contemporaneamente, essendo i due segnali separati in frequenza. Questo tipo di trasmissione è particolarmente adatto per servizi di tipo simmetrico, dove la velocità di trasmissione nelle due tratte è la stessa. La modalità TDD, la stessa sottobanda è utilizzata per la trasmissione nelle tratte up-link e down-link. In questo caso le operazioni di trasmissione e ricezione sono separate temporalmente. L’istante di commutazione tra trasmissione e ricezione può essere selezionato opportunamente per offrire servizi di tipo asimmetrico, dove la velocità di trasferimento dell’informazione può essere molto diversa nelle due tratte.

 

 

 

 

 

 

La tecnica di accesso W-CDMA

 

 

I sistemi radio trasmettono e ricevono su una risorsa comune, una frazione di spettro assegnata al sistema stesso da enti regolatori. L’utilizzo di una risorsa comune da parte di più utenti dello stesso sistema produce in generale situazioni di conflitto se due o più utenti trasmettono senza alcun accorgimento sulla stessa frequenza e nello stesso istante. Allo scopo di risolvere le possibili interferenze tra utenti e massimizzare la capacità del sistema, sono state introdotte le tecniche di accesso multiplo. Nella trattazione riguardante il sistema GSM sono già state affrontate le tecniche FDMA e TDMA.

La tecnica CDMA permette agli utenti di trasmettere alla stessa frequenza e nello stesso istante. La separazione tra i vari utenti è ottenuta assegnando a ciascun utente un codice (o sequenza) diverso. Le sequenze sono utilizzare per codificare in modo univoco l’informazione d’utente da trasmettere, in modo da poterla poi distinguere da quella degli altri utenti. Tale operazione si chiama spreading e prevede l’associazione di una sequenza numerica con l’informazione da trasmettere tramite semplice operazione di moltiplicazione. La velocità di trasmissione del codice, chip rate, deve essere molto maggiore della velocità dell’informazione da trasmettere. I bit ottenuti dopo la moltiplicazione si chiamano chip. Le sequenze di codice assegnate agli utenti che condividono lo stesso canale sono fra loro diverse e sono scelte in modo tale che siano poco correlate tra loro. Operando in condizioni ideali, è possibile tramite l’operazione duale, il despreading, l’annullamento delle interferenze mutue e il recupero del segnale originario.

Nelle condizioni di propagazione reali le distorsioni ed i disturbi che i segnali subiscono lungo il percorso degradano le condizioni di ortogonalità, perciò il numero di segnali che si possono sovrapporre sullo stesso canale risulta limitato. Il limite della capacità del sistema è quindi dato dal livello di interferenza residua dopo l’operazione di despreading. La banda occupata dal segnale trasmesso risulta maggiore di quella che sarebbe strettamente necessaria per trasmettere l’informazione. La perdita apparente di efficienza spettrale è in realtà compensata dalla possibilità di inviare più segnali sullo stesso canale radio. Più è alto il chip rate rispetto alla velocità di trasferimento dell’informazione d’utente e tanto più elevata è la robustezza all’interferenza e quindi tanto maggiore è il numero di utenti che possono trasmettere contemporaneamente sullo stesso canale.

 

 

 

 


 

 

 


 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 

 

 

 

 


Spreading e Despreading

 

La tecnica CDMA prevede un aumento della banda del segnale trasmesso rispetto a quella che sarebbe strettamente necessaria. L’effetto dello spreading sulla banda può essere illustrato graficamente dalle seguenti figure, dove al prodotto nei tempi tra b(t) e c(t) corrisponde nelle frequenze la convoluzione degli spettri B(f)*C(f). L’incremento di banda è pari al Processing Gain PG definito come il rapporto tra la banda del segnale trasmesso fC e la banda del segnale d’informazione fb.

Si definisce Spreading Factor il numero di chip con cui si rappresenta ogni bit di informazione all’ingresso del blocco che effettua l’operazione di spreading. Nel sistema UMTS, lo Spreading Factor coincide con la lunghezza della sequenza utilizzata per distinguere i diversi segnali d’utente. Il processing gain è legato alla capacità della tecnica CDMA di ridurre interferenza, più è alto e più l’allargamento di banda è pronunciato e maggiore è la robustezza del sistema all’interferenza. Lo streading factor è legato invece al numero di sequenze disponibili e quindi indica il numero di utenti che possono essere serviti. In ricezione, per recuperare il segnale d’informazione utile, si moltiplica il segnale ricevuto per lo stesso codice c(t) assegnato all’utente, operazione di despreading. Per mezzo di un filtro passa basso si seleziona poi la componente di segnale utile. Il filtraggio è necessario per limitare la banda di rumore. Per eseguire l’operazione di despreading, il codice deve essere in qualche modo noto al ricevitore. È necessario che tale codice sia applicato in ricezione in modo sincrono con quello usato in trasmissione.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

La tecnica di accesso TD-CDMA

 

 

La tecnica di accesso TD-CDMA è una combinazione di una tecnica di accesso a divisione di tempo, come quella utilizzata nel GSM, e di una tecnica a divisione di codice, come la W-CDMA. Secondo la tecnica TDMA, la trasmissione su ogni portante radio è organizzata in trame suddivise in intervalli di tempo uguali timeslot. A differenza del GSM in ciascun intervallo di tempo invece di essere dedicato ad un particolare collegamento può essere contemporaneamente impiegato per più collegamenti diversi, sovrapponendo i segnali con una tecnica a divisione di codice. Su ciascuna portante radio si possono così multiplare un certo numero di canali, dato dal prodotto del numero di timeslot per il numero di codici disponibili. Per realizzare trasmissioni TDD e servizi con velocità di trasmissione asimmetrica, basta dedicare una parte dei timeslot ad un verso di trasmissione e la parte rimanente al verso opposto.

 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 


L’interfaccia radio

 

 

L’interfaccia radio dell’UMTS, è chiamata UTRAN, UTRA Network, ed è stata definita in ambito 3GPP, 3rd Generation Partnership Project, da parte del comitato di specifica tecnico RAN. Le principali caratteristiche dell’interfaccia radio sono sintetizzate dalla seguente tabella:

 

 

 

 


 

 

 


Mappatura tra canali di trasporto e canali fisici

 

Il livello fisico di UTRAN offre dei servizi ai livelli superiori, trasmettendo sulla portante fisica informazioni generate a partire dal livello due della pila OSI. I canali di trasporto sono definiti in base al tipo di informazione trasferita e al modo di trasferirla sull’interfaccia radio. Essi si distinguono in due tipologie:

 

 

*   canali comuni, dove l’informazione è trasmessa indistintamente a tutti i terminali mobili;

*   canali dedicati, in cui la comunicazione avviene verso un singolo terminale mobile associando un canale fisico, cioè un codice ed una frequenza (ed un timeslot nel caso TDD).

 


Canali comuni

 

 

*   BCH (Broadcast CHannel), è utilizzato in down-link per trasmettere in tutta la cella informazioni di sistema;

*   FACH (Forward Access CHannel), permette di trasmettere informazioni di controllo ad un terminale mobile, nel caso in cui il sistema conosca la cella in cui il rdm è registrato. Può trasmettere brevi pacchetti di dati (analogo agli SMS per il GSM).

*   PCH (Paging CHannel), è utilizzato in down-link per trasmettere informazioni di controllo ad un terminale mobile di cui non si conosce la posizione. Anche in questo caso possono essere associati brevi pacchetti dati.

*   SCH (Synchronisation CHannel) è un canale down-link e permette la sincronizzazione del mobile con la stazione radio.

*   RACH (Random Access CHannel) è utilizzato in up-link per trasportare informazioni di controllo trasmesse dal mobile, tipicamente per una richiesta di accesso alla rete; possono essere associati pacchetti dati.

*   CPCH (Common Packet CHannel), è un canale up-link ed è utilizzato per trasportare pacchetti dati. È caratterizzato da un accesso a contesa e permette la trasmissione di traffico a burst. Nella modalità TDD è presente un canale simile USCH, Uplink Shared CHannel.

*   DSCH (Downlink Shared CHannel) analogo al precedente per la tratta down-link. L’accesso è condiviso tra i vari utenti ed è regolato dalla stazione radio.

*   ORACH (ODMA Random Access CHannel) è utilizzato nella modalità TDD per iniziare una connessione in modalità ripetitore (relay).

 


 

 

 



Canali dedicati

 

 

È previsto un solo tipo di canale dedicato, il Dedicated CHannel DCH. Esso è un canale sia up-link che down-link per trasportare informazione d’utente e di controllo tra il terminale mobile e la stazione radio base.

Nella componente TDD è prevista la possibilità di avere un canale dedicato (ODCH, ODMA Dedicated Transport CHannel) alla ritrasmissione di informazioni d’utente da un elemento della rete a un altro, cioè una modalità di funzionamento del radiomobile da ripetitore. La modalità si chiama ODMA, Opportunity Driven Multiple Access. Questa tecnica prevede che i radiomobili svolgano, qualora necessario, la funzione di ripetitore, in modo da ritrasmettere il segnale proveniente dalla stazione radio base verso altri terminali. È così possibile garantire, con un livello di potenza molto basso, un raggio di copertura elevato.

 

 

 

Trasmissione a pacchetto

 

 

Sono state previste tre modalità secondo le dimensioni dei pacchetti da trasmettere e della loro frequenza:

 

1.      caso di trasmissione di pacchetti brevi e poco frequenti;

2.      caso di trasmissione di pacchetti lunghi e poco frequenti;

3.      caso di trasmissione di pacchetti lunghi e frequenti.

 

Nel primo caso è prevista la trasmissione dei pacchetti su canali di segnalazione comune, PCH, FACH e RACH, in modo analogo a quanto avviene con il GSM per il servizio SMS.

Nel secondo caso si ricorre al canale condiviso in down-link DSCH e ai canali a contesa in up-link CPCH e USCH. Il canale DSCH può essere associato al canale dedicato DCH, per esempio in un servizio audiovisivo si può trasmettere il segnale video sul canale DSCH, mentre il segnale audio sul canale DCH associato, garantendone i vincoli di ritardo. In modo analogo è possibile realizzare due comunicazioni indipendenti verso lo stesso terminale, per esempio ricevere una chiamata voce mentre si sta effettuando una connessione dati, separando i due flussi di dati sui due canali.

La terza modalità per la trasmissione di servizi a pacchetto consiste nell’instaurare un canale dedicato. Su questo canale i pacchetti sono trasmessi con la velocità di cifra richiesta dal servizio.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I canali fisici

 

I canali fisici sono strutturati nel seguente modo:

 

*   trama radio, dura 10 ms ed è costituita da 15 timeslot;

*   timeslot, dura 10/15 ms, ed è costituito da un numero di simboli variabile secondo la velocità di cifra del servizio da trasmettere;

*   simbolo (o bit), è l’elemento di informazione dopo le operazioni di codifica di canale e prima dell’operazione di spreading. Ogni simbolo è poi moltiplicato per un numero di chip pari allo spreading factor del servizio da trasmettere, in modo da ottenere un valore costante di 2560 chip per slot.

 

Nella modalità TDD i termini “tratta radio” e “timeslot” conservano lo stesso significato attribuito loro nel sistema GSM. Nella modalità FDD la trama assume il significato di minimo elemento di trasmissione in cui la velocità di trasferimento dell’informazione è mantenuta costante. Ogni 10 ms la sorgente può variare la velocità di trasmissione. La velocità di trasmissione in aria, il chip rate, rimane sempre costante e pari a 3.84 Mchip/s, ovviamente varierà lo spreading factor.

Il timeslot risulta essere il minimo elemento del canale fisico per cui la potenza di trasmissione è mantenuta costante, per mezzo del meccanismo di controllo di potenza.

 

 

 

Assegnazione delle sequenze

 

 

Al fine di trasmettere segnali con velocità di sorgente variabile occorre utilizzare sequenze di spreading con lunghezza variabile, infatti la velocità di trasmissione in aria è costante e pari a 3.84 Mchip/s. Nelle due modalità FDD e TDD si usano lunghezze di sequenze di spreading differenti. Nel caso di FDD la lunghezza può variare da un minimo di 4 ad un massimo di 512; mentre nel caso TDD la lunghezza varia tra 1 e 16. Al fine di ridurre l’interferenza tra i diversi utenti, ad ogni segnale trasmesso deve essere associata una sequenza ortogonale alle altre già assegnate, in pratica con cross-correlazione pari a zero. Un metodo per ottenere l’ortogonalità è assegnare sequenze di lunghezza diversa generate da una struttura ad albero.

 

 

 

Servizi multimediali e requisiti di qualità

 

Per trasmettere dei servizi multimediali è necessario prevedere la trasmissione simultanea di canali dedicati che richiedono requisiti di qualità differenti. I requisiti di qualità sono sostanzialmente due:

 

*   tasso d’errore, è il massimo tasso d’errore che può essere sopportato per garantire qualità di servizio;

*   ritardo di trasmissione, è il massimo ritardo che può essere supportato dal servizio.

 

Il rispetto del primo requisito è fondamentale in trasmissione dati, mentre il secondo è importante nella trasmissione del segnale vocale. Questi parametri hanno un impatto sul tipo di codifica da utilizzare per correggere gli errori introdotti dal canale di propagazione in termini di profondità dei blocchi d’interleaving e sul numero massimo di ritrasmissioni consentite, nel caso si adottino tecniche ARQ, Automatic Repeat reQuest.

 

 

 

 

 

 

Controllo di potenza

 

Nella componente FDD sono previste tre procedure di controllo della potenza:

 

*   controllo ad anello aperto, è utilizzato solamente in up-link, nella fase iniziale della chiamata. Nota la potenza trasmessa e misurata quella ricevuta si stima l’attenuazione della tratta down-link che si suppone essere uguale a quella up-link. Il valore di potenza da trasmettere in down-link è approssimato.

*   Il controllo ad anello chiuso è basato su un frequente invio di opportuni comandi d’incremento – decremento della potenza da trasmettere sulla tratta controllata. I comandi sono mandati ad ogni timeslot. Questa modalità prevede di misurare il rapporto segnale/interferente, C/I, sulla tratta controllata e di confrontarlo con un valore di riferimento C/Ith. Secondo l’esito del confronto, si invierà un comando di incremento o decremento di un certo valore prefissato della potenza, valori tipici sono 0.5 – 1.5 dB.

*   Il controllo ad anello esterno permette di calcolare la soglia di riferimento C/Ith. Questo calcolo è eseguito con frequenza più bassa rispetto al controllo ad anello chiuso. La soglia è aggiornata in funzione della qualità del collegamento. I cambiamenti della soglia sono dovuti, in generale, a variazioni dell’ambiente.

 

Le prestazioni del controllo di potenza ad anello chiuso sono influenzate dalla velocità del terminale mobile. A basse velocità, le variazioni delle condizioni di propagazione sono relativamente lente e possono essere compensate accuratamente dai frequenti comandi di controllo. Al crescere della velocità del mobile, però, le variazioni delle condizioni di propagazione sono sempre più rapide. Quindi i ritardi introdotti dal controllo di potenza causano una sempre minor efficacia di inseguimento del canale di propagazione.

Anche nella componente TDD sono applicate le tre procedure descritte, pur essendo meno stringenti i requisiti sul controllo di potenza.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I servizi e le applicazioni UMTS

 

 

*   Servizi multimediali

*   Accesso a servizi Internet-Intranet

*   Servizi vocali

*   Servizi basati sulla localizzazione

*   Sicurezza e identificazione del cliente

 

 

 

 

 

 

 

Uno degli obiettivi principali dello standard di terza generazione è di consentire la fruizione di una vasta gamma di servizi vocali, dati e multimediali in un ambiente molto competitivo e dinamico. La differenziazione delle offerte, sia in termini di tipologia sia di qualità e costi dei servizi, sarà quindi fondamentale. L’obiettivo non sarà solo quello di offrire classi di servizi sempre più ampie e innovative, ma anche quello di garantire al cliente un ambiente integrato e personalizzato che sia completamente indipendente dal tipo di terminale o di rete tramite cui si accede al servizio. A tale proposito UMTS utilizzerà la tecnologia delle smart card, USIM, e offrirà ciò che viene definito Virtual Home Environment (VHE), un ambiente virtuale in cui il cliente utilizza i servizi con l’interfaccia da lui definita a prescindere dalla specifica locazione e dal terminale. Il cliente ha quindi la convinzione di sentirsi sempre sulla propria rete anche quando si trova in roaming su un altro operatore.

 

 

 

 

 

 

 

Servizi multimediali

 

 

Rappresentano una delle caratteristiche più attraenti ed affascinanti dell’UMTS. La disponibilità di banda renderà possibile lo sviluppo di un’ampia gamma di servizi, direttamente fruibili dal terminale del cliente. Le principali applicazioni basate sulla trasmissione di contenuti video potrebbero essere:

 

 

*   applicazioni di video conferenza, grazie all’utilizzo di terminali dotati di mini videocamera. Oltre ad effettuare chiamate audio e video, diventerà possibile, ad esempio, effettuare la registrazione audio-video di una riunione e trasmetterla ai nostri colleghi.

 

*   Applicazioni di video-streaming on demand, la possibilità di ricevere, su richiesta, filmati direttamente sul telefonino. La natura dei filmati potrà essere molto differente, dai video-clip musicali, a filmati sportivi, ai trailer dei film, ecc…

 

*   Video-cataloghi on-line. Ad esempio agenti immobiliari potrebbero consentire l’accesso on-line verso gli immobili disponibili, senza che i clienti siano costretti a visitare personalmente le case.

 

*   Applicazioni di tele-medicina. Si può pensare ad esempio di trasmettere, direttamente sul luogo dell’incidente, le lastre, o le fotografie dei feriti.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Accesso a servizi Internet-Intranet

 

La telefonia mobile e l’accesso Internet sono state le due tecnologie che hanno caratterizzato il mercato negli ultimi anni. È quindi veramente interessare il cammino verso la loro integrazione, già in atto sulla rete GSM, con l’introduzione della tecnologia WAP (Wireless Application Protocol), un protocollo per adattare gli accessi Internet alla bassa ampiezza di banda della tecnologia GSM. Al momento le applicazioni Internet più richieste sono la posta elettronica e l’accesso verso contenuti informativi come per esempio, le notizie sportive, finanziarie, meteorologiche ecc…L’obiettivo sarà quello di accedere a tutte queste informazioni dal mobile. Poiché non ci sono limitazioni di banda, non sarà più necessario dover ricorrere alla definizione di nuovi protocolli d’accesso. Tuttavia, dal momento che un terminale mobile avrà comunque caratteristiche profondamente diverse da un PC, per dimensioni e caratteristiche del display, della tastiera e della potenza di calcolo, sarà in ogni modo necessario visualizzare i contenuti informativi secondo modalità del tutto differenti. Al momento dell’accesso il fruitore del servizio dovrà presentare le proprie caratteristiche al fornitore, come la dimensione del display, la capacità di calcolo ecc…; e questi dovrà trasmettere le informazioni richieste adattando la rappresentazione a quanto comunicatogli nella presentazione. Quindi la stessa informazione verrà presentata in modo diverso a secondo che l’accesso avvenga da un computer da scrivania o da un terminale mobile.

Per quanto riguarda i servizi di messaggistica, oggi una delle applicazioni più diffuse ed utilizzate, come la posta elettronica e gli SMS, l’obiettivo sarà di associare contenuti multimediali ai messaggi trasmessi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Servizi vocali

 

I servizi basati sul riconoscimento e controllo vocale avranno un ruolo estremamente importante. La tecnologia di riconoscimento e controllo vocale che si sta definendo utilizza il linguaggio denominato VoXML. I clienti saranno quindi in grado di accedere e controllare i vari servizi, come per esempio quelli basati sulla navigazione, tramite istruzioni vocali verso il terminale. Ad esempio, il cliente potrebbe dire “Leggi la mia posta elettronica” per accedere alla propria casella di posta. Questo consentirebbe quindi una maggiore fruibilità di tutte queste applicazioni, rendendole facilmente disponibili anche verso tutta quella classe d’utenza che sino ad oggi ha sempre utilizzato il telefono esclusivamente come mezzo di comunicazione vocale e non ha dimestichezza con l’utilizzo di nuove tecnologie.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Servizi basati sulla localizzazione

 

I servizi basati sul concetto di localizzazione rappresentano un altro settore di vasto interesse, poiché la mobilità è la caratteristica principale dei sistemi radiomobili. Alcune delle applicazioni possibili possono essere:

 

*   Servizi di navigazione, di controllo del traffico e d’antifurto. Oltre ad utilizzare l’UMTS come supporto alla navigazione a bordo, si potrebbe anche pensare di monitorare i movimenti dei veicoli che abbiano installato un sistema UMTS per la localizzazione. Questo consentirebbe di trasmettere ad un centro servizi la posizione del veicolo, con la segnalazione d’eventuali situazioni di anomalie, incidente, richieste di soccorso. Collegando questo sistema all’antifurto si avrebbe anche la possibilità di monitorare la posizione dei veicoli rubati.

 

*   Servizi di pagine gialle. Si potrebbe offrire una vasta gamma di servizi al cittadino utili per la sua vita quotidiana. Ad esempio si potrebbe richiedere l’elenco delle farmacie di turno, dei ristoranti, dei cinema della zona con informazioni annesse (orario di apertura, costi programmazione per serata ecc…), oppure avere una guida turistica on-line.

 

 

 

 

 

 

Sicurezza e identificazione del cliente

 

La tecnologia delle smart card consente l’identificazione del cliente. Il concetto principale è già utilizzato nella rete GSM, dove il modulo SIM, portabile sui vari terminali, identifica l’abbonato e rende possibile l’accesso in rete e ai vari servizi sottoscritti. Lo standard UMTS prevede un modulo di identificazione detto USIM, UMTS Subscriber Identity Module, in cui inserire e memorizzare applicazioni, certificazioni, firme digitali, algoritmi di cifratura e qualsiasi altro tipo di dato. Le carte potrebbero non richiedere il contatto, contactless card, permettendo un utilizzo più semplice e più ampio. Questo consentirà l’introduzione su larga scala di transazioni commerciali e finanziarie tramite UMTS, per applicazioni quali il commercio elettronico, la banca virtuale ecc…

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UMTS a Torino

 

Il primo esperimento in Italia

 

 

TIM ed ERICSSON dall'inizio del 1999 promuovono presso il CSELT (Centro di Ricerca del Gruppo Telecom Italia) il primo esperimento sul nuovo standard radiomobile UMTS. Torino è la prima città italiana, ed europea, ad assistere in anteprima alle enormi potenzialità di questo nuovo standard. Il CSELT ha installato, grazie alla collaborazione di TIM ed ERICSSON, un laboratorio dedicato alla sperimentazione UMTS.

 

Vediamo come è strutturato:

 

il laboratorio, attrezzato con sistemi ERICSSON per il controllo e la gestione della microrete sperimentale, comunica con un furgoncino mobile ed effettua delle prove di collegamento e test sulla qualità di trasmissione.


 

 


Il sistema di copertura radio è composto da 5 celle situate nel centro storico di Torino e una microcella che copre l'area tra il laboratorio CSELT e la strada adiacente, infine sul furgoncino è montato un prototipo di terminale UMTS.

 

 Le frequenze sono state concesse a ERICSSON per scopi sperimentali.

 

L'esperimento di chiamata da un cellulare multimediale di terza generazione ha reso possibile la dimostrazione di diversi servizi:

 

*   videocomunicazione con impiego di un prodotto standard;

*   ascolto di brani musicali (20 Kbit/s);

*   videostreaming a diverse velocità (56, 154, 280, 380, 470 Kbit/s).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Le licenze

 

*   L'UMTS in Europa

*   L'UMTS in Italia

*   Considerazioni

 

 

 

L'UMTS in Europa

 

Una rapida carrellata su tempi e modalità adottate nei Paesi europei per la concessione delle licenze UMTS. Sarà precisamente il 1° gennaio 2002 la data del lancio dell'Universal Mobile Telecommunications System: i servizi a banda larga per i telefonini attraverso tutto il continente diverranno una realtà. La prima licenza UMTS in Europa è stata assegnata a marzo 1999 in Finlandia, dove la penetrazione cellulare supera attualmente il 64%. Segue la Spagna, con l'annuncio a fine dello scorso anno del bando di gara per 4 licenze. Ma vediamo i metodi di scelta. La Finlandia ha scelto di aggiudicare le licenze attraverso dei criteri di merito, decisi da un'apposita commissione. In Spagna sono state assegnate le licenze per un incasso di 1000 miliardi e TIM ne ha vinta una. La società italiana partecipa insieme con Retevision Movil, azienda con base in Spagna, ad Amena. Il consorzio prende il nome dalla città Amena e opera in Spagna come gestore di servizi GSM a 1800 MHz e conta oltre 1 milione di clienti. Le altre licenze sono andate a Telefonica, Airtel e Xfera; in quest'ultima società confluiscono il gruppo francese Vivendi e tre operatori di telefonia mobile spagnoli. Alcuni grandi mercati, come l'Italia e la Francia, adottano invece un sistema di selezione in base ai servizi offerti. Due sono le fasi per l'assegnazione: una prevede la selezione, da parte del governo, di un "Advisor", ovvero di un organo che abbia la competenza adatta per poter giudicare un operatore di telecomunicazioni, un'altra in cui l'Advisor stila una speciale classifica. Il governo della Gran Bretagna, invece, ha deciso di assegnare 5 licenze attraverso il sistema dell'asta. L'asta ha visto 13 operatori internazionali competere per le 5 licenze e le casse del Governo Blair hanno incassato 75000 miliardi di lire. La Germania ha assegnato 6 licenze incassando 99000 miliardi di lire.

 

 

 

L'UMTS in Italia

 

In Italia le cinque licenze sono state assegnate dopo un’asta a Omnitel, Wind, TIM, Andala e Ipse2000. A conti fatti dalle licenze UMTS sono state assegnate a basso costo (circa 5.000 miliardi ciascuna) con tante polemiche, a causa del prematuro ritiro di BLU e l'esclusione anticipata di TUMobile e Antill. Tutto questo ha si portato meno introiti nelle casse dello stato, ma permetterà alle società vincitrici di poter investire più capitali per lo sviluppo strutturale di questa nuova tecnologia e magari di poter offrire questo nuovo servizio a prezzi più bassi rispetto a quelli preventivati. Agli aggiudicatari saranno assegnati, con decorrenza 1° gennaio 2002, 2x10 MHz dello spettro simmetrico e 5 MHz dello spettro asimmetrico. La durata delle licenze è di 15 anni dal 1° gennaio 2002. Oltre agli obblighi assunti in sede di presentazione dei piani tecnici e commerciali ai fini dell’accertamento dell’idoneità, i licenziatari hanno l’obbligo di copertura dei capoluoghi di regione entro 30 mesi dal 1° gennaio 2002 e dei capoluoghi di provincia entro gli ulteriori 30 mesi.

 

In Italia l’asta si è conclusa in data 23 ottobre 2000, terminando la fase dei miglioramenti competitivi. La graduatoria delle cinque offerte valide più alte risultante dall'ultima (11a) tornata è la seguente:

 

Risultato

 

Partecipante

Offerta

Manifestazione d'interesse *

Offerte più alte

OMNITEL

4.740.000.000.000

 

IPSE

4.730.000.000.000

WIND

4.700.000.000.000

 

ANDALA

4.700.000.000.000

TIM

4.680.000.000.000

 

 

* Riguarda soltanto i nuovi entranti Andala e Ipse, in rapporto all'assegnazione di una risorsa spettrale simmetrica ulteriore, di ampiezza 2x5 MHz.

 

 

 

SCHEMA RIASSUNTIVO SCENARIO EUROPEO

 

PAESE

Numero licenze assegnate

Costo Licenza in MLD

Consorzi e Gestori vincitori

Germania

6

99.000

T-Mobil, Viag Intercom, Mannesman, Grouo 3G, E-plus Hutchinson, Mobilcom.

Regno Unito

5

75.000

Tiw-Hutchinson, Vodafonte, British Telecom, One2One, Orange.

Italia

5

26.750

Omnitel, Ipse, Wind, Andala, Tim.

Olanda

5

5.200

Kpn, Telfort, Dutchtone, Libertel, 3G blue.

Spagna

4

1.000

Retevision, Telefonica, Airtel, Xfera.

 

 

 

 

 

 

 

 

Considerazioni

 

I servizi UMTS, descritti in queste ultime pagine, hanno capacità e potenzialità notevolmente superiori rispetto a quelli offerti dalla rete GSM. La domanda che tutti gli operatori del settore si pongono è la seguente, ma i clienti necessitano veramente di tutta questa banda? I clienti utilizzeranno questi servizi? Sono stati realizzati dei sondaggi di mercato dove si chiedeva agli intervistati quale servizio UMTS potesse essere più utile in relazione anche ai costi del servizio stesso. Da questo sondaggio è emerso che i servizi ritenuti più interessanti sono quelli sull’assistenza stradale basato su Location Mapping con un forte gradimento se il costo del servizio è equiparato a quello di un minuto di conversazione attuale. Mentre sono stati d’interesse minore servizi tipo video telefonia, video conferenza, video giochi; senza gradimento se relazionati a costi simili a due o tre minuti di conversazione attuale. Il cliente tradizionale potrebbe preferire di ricevere l’informazione in termini tradizionali, per esempio un SMS che informa sul goal della squadra del cuore, al costo di 250 lire piuttosto che un mini filmato sull’azione del goal ad un costo 4 o 5 volte superiore. Inoltre gli intervistati hanno dimostrato un forte interesse se il costo del terminale UMTS fosse paragonabile a quello di un terminale GSM di fascia bassa. Il 60 % hanno giudicato ugualmente interessante un radiomobile UMTS avente costo equivalente a quello degli attuali apparecchi GSM di fascia media. Se il costo si avvicina a quello di terminali di fascia alta l’interesse diminuisce sensibilmente. Osserviamo che i telefonini UMTS potrebbero essere dotati di mini telecamera, sicuramente di display a colori, quindi un costo elevato del terminale è presumibile. Da questo sondaggio emerge che lo standard di terza generazione sarà un sistema rivolto ad un certo tipo di clientela, non indirizzato alla clientela consumer. Sarà sicuramente un prodotto di nicchia, soprattutto nel breve periodo, dove i clienti business, per lavoro soggetti a forte mobilità, abbracceranno questa nuova e potente tecnologia. Questo è il freno che limita gli investimenti degli operatori del settore verso l’UMTS.

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 



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