Roberto Guglielmi

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Università degli Studi di Milano Facoltà di
Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Corso di
laurea in Scienze dellInformazione
UMTS LA TELEFONIA CELLULAREDI TERZA GENERAZIONE

• Roberto Guglielmi
• Matricola N. 433942

Relatore Prof. G. Prini Correlatore Dott.
D. Maggiorini
Anno Accademico 1998/99
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Universal Mobile Telecommunications System

• Compatibilita con GSM
• Convergenza reti fisse, mobili, pubbliche e
  private
• Organizzazione dei servizi in framework chiamati
  Virtual Home Environment
• Approccio a fasi
• Durante la prima fase
• Distribuzione e copertura limitate
• E necessario effettuare roaming con sistemi di
  seconda generazione per una copertura più estesa
• Termine fase 1 nellanno 2002

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SERVIZI DEI SISTEMI DI COMUNICAZIONE MOBILE

• Prima generazione - TACS
• Servizi vocali
• Seconda generazione - GSM
• Servizi vocali (predominanti)
• Servizi di base per il trasferimento dati
• SMS
• FAX
• Terza generazione - UMTS
• Servizi vocali
• Servizi avanzati per il trasferimento dati
  (predominanti)

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SERVIZI DI UMTS

• Standardizzazione non dei servizi ma delle
  caratteristiche di base dei servizi
• Qualità migliore
• Facilità duso più elevata
• Qualità migliore della voce,delle immagini e dei
  suoni
• Ritardi di trasmissione minori
• Variazione dei ritardi di trasmissione (Jitter)
  minore
• Velocità di trasmissione più elevata
• 2 Mb/s allinterno di edifici
• 384 kb/s in aree urbane e suburbane
• 144 kb/s in aree di copertura satellitare
• Sicurezza accresciuta
• Algoritmi UEA, UIA

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SERVIZI DI TELECOMUNICAZIONE
BEARER SERVICE

• Permettono il trasferimento di informazioni, dati
  di
• segnalazione e di controllo tra punti di
  accesso
• Definizione attraverso attributi di basso
  livello
• Attributi sul trasferimento delle informazioni
• Attributi sulla qualità delle informazioni

TELESERVICE

• Servizi di base (dialogo, SMS, FAX)
• Servizi multimediali (combinazione di voce,
  audio, dati,
• video, immagini)
• Servizi Internet (WWW-browsing, E-mail, ftp)
• Servizi broadcast

SERVIZI SUPPLEMENTARI

• Modificano o completano servizi di
  telecomunicazione
• di base
• Non possono essere offerti come servizi a se
  stanti,
• ma devono essere accoppiati a uno o più servizi
  di
• telecomunicazione di base

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VIRTUAL HOME ENVIRONMENT

• LHome Environment non è unentità fisica, è
  lambiente in cui operano gli utenti allinterno
  del proprio network, responsabile di fornire i
  servizi da loro richiesti
• Il Virtual Home Environment è un sistema per la
  portabilità dei servizi personalizzati offerti
  dallHome Environment
• Il VHE fornisce indipendenza dei servizi e
  dellinterfaccia utente rispetto al network,
  alla posizione allinterno del network e al
  terminale utilizzato

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ARCHITETTURA DI UMTS

• Core Network
• Gestisce i servizi offerti
• dai service provider
• Gestisce il trasferimento
• delle informazioni
• Gestisce i dati dellutente
• E indipendente dalle
• tecniche di accesso

• UTRAN
• Permette laccesso al
• Core Network
• Effettua la trasmissione
• Gestisce le risorse
• radio

• User Equipment
• E il terminale mobile
• utilizzato dallutente
• E costituito da
• USIM
• Mobile Equipment

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CORE NETWORK
Gateway Mobile Switching Center
Gateway GPRS Support Node
Authentication Center
IP NETWORK
ISDN/PSTN
Home Location Register
Mobile Switching Center
Equipment Identity Register
Iu-CS
Iu-PS
Serving GPRS Support Node
Visitor Location Register
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UMTS RADIO ACCESS NETWORK

Core Network
Interfaccia Iu
Radio Network Subsystem

• UTRAN consiste
• di più RNS
• Il RNS è
• responsabile della
• comunicazione
• con i terminali
• mobili

• Ogni Node B
• serve una cella
• Modalità
• TDD mode
• FDD mode
• Dual-mode

Radio Network Controller
Interfaccia Iur
Radio Network Controller
Interfaccia Iub
Node B
Node B
Node B
Node B
Celle
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INTERFACCIA RADIO
STRATO DI RETE Gestisce le connessioni logiche tra UTRAN e User Equipment Controlla lallocazione delle risorse radio
STRATO DATA LINK Gestisce il trasferimento dei dati tra UTRAN e User Equipment su canali logici
STRATO FISICO Effettua il trasferimento fisico dei dati sul ponte radio
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MODALITA DI FUNZIONAMENTO DELLO STRATO FISICO
Frequency Division Duplex (FDD) Tecnologia DS-CDMA Bande di frequenza accoppiate Copertura Suburbana/ Urbana Macrocell/ Microcell Velocità di trasmissione almeno 348 kb/s
Time Division Duplex (TDD) Tecnologia TDMA/CDMA Bande di frequenza non accoppiate Copertura Urbana/Interno edifici/Abitazione Microcell/Picocell/Homecell Velocità di trasmissione Almeno 384 kb/s per ambiente urbano Almeno 2 Mb/s interno edifici e abitazioni
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NETWORK SERVICE AREA
UMTS SERVICE AREA Area di servizio delle reti di tutti gli operatori aderenti a UMTS
PLMN SERVICE AREA Area di copertura della rete di un singolo operatore
MSC/VLR SERVICE AREA Area di competenza di un MSC e del VLR in esso integrato
SGSN AREA Area di competenza di un singolo SGSN
LOCATION AREA Area nella quale la MS può muoversi senza provocare aggiornamento della posizione nel VLR
ROUTING AREA Area nella quale la MS può muoversi senza aggiornamento della sua posizione nel SGSN
CELLA Area gestita da un singolo Node B
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LIMITI IMPLEMENTATIVI DELLA FASE 1

• Permette velocità di trasmissione e qualità dei
  servizi elevate solamente allinterno di edifici
  e abitazioni (superiori in ogni caso a quelle
  del GSM)
• Copertura iniziale della fase 1
• Aree isolate (isole)
• Copertura finale della fase 1
• Suburbana/Urbana/
• Interno edifici/Interno locali
• Copertura globale assente

Globale
Suburbana
Urbana
Edifici
Interni
Terminali audio/video
Inter-Network Roaming
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FUTURI SVILUPPI

• Miglioramento della qualità dei servizi e aumento
  della velocità di trasmissione anche in aree
  Suburbane/Urbane
• Integrazione in URAN del Broadband Radio Access
  Network (BRAN) che permette velocità di
  trasmissione fino a 25 Mb/s in ambienti interni e
  punti di traffico intenso, mantenendo la stessa
  interfaccia Iu
• Integrazione in URAN del UMTS Satellite Radio
  Access Network (USRAN), mantenendo la stessa
  interfaccia Iu

UMTS Radio Access Network
BRAN
UTRAN
USRAN
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FUTURI SVILUPPI (Continua)
Fissa
Mobile
Internet

• Fino al 2005
• Dialogo servizio più richiesto
• Telefonia fissa predominante su telefonia mobile
  e Internet
• Dal 2005
• Servizi dinformazione e trasferimento dati più
  richiesti
• Internet e telefonia mobile predominanti su
  telefonia fissa