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territorio, perch� l� si trova di passaggio in quel preciso istante. � un po� la
filosofia del �qui e ora�, come a dire che l�utente che porta con s� il terminale
mobile � raggiungibile sempre e dovunque. A molti tale filosofia pu� risultare
non gradita, in nome di una �privacy� spesso inopportunamente violata; tuttavia
l�esperienza dei primi anni dell�invasione radiomobile ha mostrato una rapida
assuefazione dell�utenza alla �dipendenza� dal telefonino, al punto che molti,
una volta acceso l�apparecchio, non hanno pi� la forza di spegnerlo, pensando a
chiss� quante e quali chiamate perdute.
E allora, non ultima per importanza, occorre parlare anche di una �etica� della
comunicazione mobile, che dovrebbe sensibilizzare ad una opportuna forma di
rispetto sia chi chiama, sia chi viene chiamato.
1.2 ONDE RADIO E LIBERTÀ
Al fine di realizzare comunicazioni wireless, si pu� affermare che l’unico mezzo
efficace per accedere ad un utente in movimento sono le onde radioelettriche.
Poco pi� che centenaria, la strepitosa intuizione di Guglielmo Marconi ha
rivoluzionato realmente la societ� umana, cambiando radicalmente il concetto di
comunicazione e trasformando il mondo in quella realt� che oggi � sottintesa al
termine di �villaggio globale�: non c�� angolo del pianeta che non possa
istantaneamente venire raggiunto per scambiare parole o dati, in tempo reale e
con eccellente qualit�; le distanze sono virtualmente superate dalla disponibilit�
di una comunicazione totale; non c'� informazione originata in qualsiasi parte
del globo che immediatamente non rimbalzi a dare notizia di s� ad ascoltatori
interessati.
L�intero pianeta � solcato da onde elettromagnetiche che realizzano il
velocissimo supporto di complessi sistemi di informazione; da satellite a
satellite, da una costa all�altra degli oceani attraverso cavi ottici, sono sempre
onde elettromagnetiche che realizzano l�invisibile ragnatela delle comunicazioni
tra uomini.
Solo in tempi assai recenti l�utente telefonico ha scoperto una nuova libert� nel
comunicare grazie alla telefonia radiomobile; l�unico mezzo efficace per
10
realizzare la mobilit� sul territorio sono le onde radioelettriche, che consentono
di affrancare l�utente dal filo di rame della terminazione telefonica fissa.
Ma anche mirando, quasi con effetto zoom, dalla visione globale a quella pi�
ristretta di un piccolo territorio, assistiamo all�impiego delle onde radio per
superare la limitazione del filo di rame.
La telefonia su coppia di rame, sfruttando principi semplicissimi di conversione
dell�onda sonora in segnale elettrico, aveva iniziato la grande rivoluzione della
comunicazione elettrica; principio mirabile che per la prima volta aveva
consentito di remotizzare l�orecchio dell�ascoltatore dalla bocca del parlatore. E
con successivi salti tecnologici, la comunicazione elettrica era stata in grado di
migliorare ripetutamente se stessa, superare distanze sempre maggiori,
incrementando la qualit� e la quantit� dei segnali trasportati, diffondendo in
maniera capillare le terminazioni telefoniche; ma un ulteriore, sottile ostacolo
era ancora rappresentato da quel �wire�, quel filo di rame che tratteneva
inesorabilmente l�utente entro il raggio di un metro dall�apparecchio telefonico.
Solo da tempi assai recenti, da quando cio� l�utente ha scoperto la nuova libert�
nel sentirsi affrancato da quel metro di filo, ha avuto il suo boom la telefonia
�wireless�.
Il miracolo � avvenuto grazie alle onde radio, che sostituiscono quel �wire� non
pi� gradito. Come le onde radio viaggiano libere in uno spazio condiviso, cos�
l�utente radiomobile pu� comunicare muovendosi liberamente nei luoghi della
sua attivit�; la grande flessibilit� della propagazione delle onde radio,
opportunamente controllata, consente di raggiungere l�utente nelle condizioni
pi� disparate; l�evoluzione dei processi di modulazione consente di inviare
all�utente informazioni sempre pi� sicure, sempre pi� complesse e complete.
1.3 LE ONDE ELETTROMAGNETICHE
La trasmissione di un moto vibratorio per mezzo di onde � alla base di molti
fenomeni fisici. Prendendo ad esempio il caso di onde sonore, la sorgente sar�
rappresentata dal generatore di suono, che, vibrando, imprime una variazione
periodica allo stato di quiete di una sostanza elastica (tipicamente l�aria, cio� il
11
gas che riempie l�atmosfera terrestre), e questa perturbazione si propaga con
velocit� finita a punti via via pi� distanti dalla sorgente.
La velocit� ν con cui si propaga l�onda dipende dalle caratteristiche del mezzo
su cui essa viaggia (quindi dal materiale fisico di cui � composto il mezzo, dalla
sua elasticit�, ecc.). Poich� la velocit� di propagazione ha valore finito, ne
consegue un ritardo nell�azione dell�onda in funzione dello spazio percorso.
Consideriamo un sistema di assi cartesiani rappresentanti la propagazione di un
ipotetico impulso sonoro smorzato che viaggia verso destra con velocit� costante
ν . Stimata in x
0
la posizione iniziale dell�impulso, in corrispondenza di una
qualunque ascissa x la sua ordinata y varia nel tempo con le stesse vicende, ma
con un certo ritardo ∆ t pari al tempo impiegato dall�onda per percorrere con
velocit� ν lo spazio ∆ x:
∆ t = ∆ x/ν (tempo = spazio/velocit�)
Ne consegue che l�espressione in funzione del tempo di y in x
1
all�istante t
1
�
uguale a quella che valeva nell�istante t
0
ma nel punto x
0
, come pure
l�espressione in funzione del tempo di y in x
2
all�istante t
2
� uguale a quella che
valeva nell�istante t
1
ma nel punto x
1
, e cos� via. Essa pertanto si pu� esprimere
come:
y(t)= f (t - ∆ t) = f (t - ∆ x/ν )
Questa espressione non � altro che l’equazione della propagazione dell’onda, e
vale ogni qualvolta una grandezza y varia nel tempo e nello spazio,
propagandosi in una direzione x con velocit� ν . In altre parole, ogni qualvolta
una grandezza varia in una direzione x con la legge suddetta, si dir� che essa
costituisce un�onda, e ci� indipendentemente dalla natura della grandezza stessa.
Consideriamo due punti (A e B) in cui l�impulso presenta lo stesso valore
istantaneo di ampiezza, avendo la grandezza compiuto un intero ciclo. Lo
scorrimento dell�impulso verso destra fa s� che le ordinate dei punti A e B
oscillino verticalmente al passaggio dell�onda, mantenendo fissa tuttavia
l�uguaglianza del valore istantaneo. Ci� significa che i due punti sono in fase. La
12
pi� piccola distanza che intercorre fra due punti in fase � definita come
lunghezza d’onda λ . Si noti che la lunghezza d�onda λ dipende dalla velocit� di
propagazione ν . Indicando con f la frequenza dell�oscillazione che genera
l�onda, la grandezza
T = 1/f
rappresenta la durata o periodo di un singolo ciclo di oscillazione. Essendo λ lo
spazio percorso dall�onda con velocit� uniforme nell�intervallo di tempo T, si
avr�:
λ = ν • T = ν /f
Ne consegue pertanto che la lunghezza d�onda risulter� tanto maggiore quanto
pi� alta sar� la velocit� di propagazione, a parit� della frequenza che ha generato
l�onda.
L�onda trasporta energia, che passa da una particella in vibrazione a quella
adiacente. Per inciso, l�energia di un moto armonico trasportato dall�onda �
proporzionale al quadrato della sua frequenza.
Passando ad esaminare le onde elettromagnetiche, ci si rende conto che, pur
potendo ancora applicare i modelli forniti dalle onde meccaniche, in questo caso
il moto ondulatorio non richiede alcun supporto fisico.
Dato che la luce emessa dal sole appartiene alla categoria delle onde
elettromagnetiche, e queste raggiungono la terra attraverso lo spazio vuoto, nel
17� secolo fu spiegata la propagazione della luce postulando l�esistenza di un
mezzo cosmico impalpabile e onnipresente, il cosiddetto etere cosmico. Furono
gli studi di Maxwell, fisico e matematico inglese vissuto nel XIX secolo, a dare
la definitiva spiegazione scientifica delle onde elettromagnetiche.
Si consideri un conduttore percorso da una corrente in variazione.
Attorno ad esso si manifesta un campo magnetico che varia con la stessa legge,
seguendo per� le variazioni con un certo ritardo, che dipende dalla distanza. La
teoria di Maxwell indica che il campo magnetico varia, all�allontanarsi dal
conduttore, con la legge di un�onda che si propaga con velocit� pari a quella
della luce, e si manifesta con linee di forza chiuse, che seguono le variazioni
13
indotte dal generatore. Considerando una carica elettrica variabile nel tempo
applicata ad una linea, per il campo elettrico che essa produce possono ripetersi
le stesse considerazioni fatte per il campo magnetico, e se ne deduce l�esistenza
di un�onda di campo elettrico. Il fenomeno postulato da Maxwell e
perfettamente provato dall�esperienza, � che un campo elettrico in variazione
causa la nascita di un campo magnetico, le cui linee di forza sono chiuse e
concatenate con le linee di forza elettriche, e reciprocamente che un campo
magnetico in variazione causa la nascita di un campo elettrico, avente linee di
forza chiuse e concatenate con le linee di forza magnetiche.
Da ci� deriva la notevole conseguenza che un�onda elettrica od un�onda
magnetica, qualunque sia il fenomeno che d� loro origine, non possono esistere
separatamente, in quanto risultano mutuamente causa ed effetto del fenomeno;
esse coesistono sempre, si supportano a vicenda e viaggiano alla medesima
velocit�, costituendo due aspetti diversi di un unico fenomeno che � l�onda
elettromagnetica.
1.4 PROPRIETÀ DELLE ONDE ELETTROMAGNETICHE
Appare chiaro, ora che le onde elettromagnetiche non necessitano di alcun
supporto materiale, ma solo di un generico spazio libero, che possieda
caratteristiche dielettriche. Potremmo anzi aggiungere che le migliori condizioni
di propagazione sono offerte proprio dallo spazio vuoto, mentre nell�ambiente
troposferico terrestre la propagazione viene negativamente condizionata da
ostacoli e fenomeni meteorologici.
Le onde elettromagnetiche si propagano ad una velocit� che dipende dalle
caratteristiche del mezzo dielettrico, fino ad un limite massimo che, nello spazio
vuoto, coincide con la velocit� della luce c (300.000 Km/s). La loro
propagazione � rettilinea, cos� come viaggia in linea retta il raggio luminoso; e
come questo, sottostanno alle leggi dell�ottica geometrica (riflessione,
rifrazione, diffrazione). Ci� spiega perch�, nell�ambiente troposferico riempito
di gas con indici di rifrazione variabili, i raggi elettromagnetici possono subire
deviazioni pi� o meno rilevanti dal teorico percorso rettilineo.
14
L�energia delle onde elettromagnetiche si attenua in funzione della distanza
dall�origine; nello spazio vuoto, l�attenuazione � funzione del quadrato della
distanza. Infine d�onda elettromagnetica possiede una polarizzazione, di cui �
necessario tenere conto nella progettazione e gestione di sistemi reali. Un�onda
e.m. piana pu� essere rappresentata mediante un sistema di riferimento su tre
piani fra loro ortogonali: il vettore magnetico H � contenuto nel piano yz, ed �
orientato lungo l�asse y; il vettore elettrico E � contenuto nel piano xz ed �
orientato lungo l�asse x. I due campi E ed H sono poi ortogonali alla direzione di
propagazione dell�onda z, costituendo cos� un sistema tridimensionale a tre assi
nello spazio.
Il piano xy rappresenta il fronte d’onda, che si sposta nella direzione z con
velocit� c. Questo tipo di onda, le cui componenti rimangono indefinitamente
parallele al sistema di riferimento, possiede per definizione polarizzazione
lineare.
Il comportamento complessivo dell�antenna nei confronti della polarizzazione
dipende dall�elemento radiante (tipicamente il dipolo), il cui orientamento fisico
� parallelo al vettore di campo elettrico. Cos�, se il dipolo di una determinata
antenna � parallelo al piano di terra, si potr� affermare che quell�antenna opera
in polarizzazione orizzontale. Se si ruota l�asse dell�antenna ponendo il dipolo in
posizione verticale rispetto al terreno, si potr� affermare che quell�antenna opera
ora in polarizzazione verticale. In altre parole, la polarizzazione dell�antenna �
sempre correlata ad un sistema di riferimento arbitrario, ma ormai
universalmente accettato, che si riferisce al piano di terra sottostante l�antenna.
In un sistema radio reale il massimo accoppiamento delle antenne, condizione
necessaria per evitare indesiderate penalizzazioni sull�attenuazione del
collegamento, richiede che le rispettive polarizzazioni siano coincidenti ed
allineate.
15
1.5 L’APPARATO RADIO
Gli estremi del collegamento radio sono costituiti da apparati ricetrasmittenti.
Iniziando con l�esaminare il trasmettitore, le principali funzioni a cui esso deve
rispondere sono:
A. Generare onde radio;
B. Sovrapporre ad esse l�informazione da trasmettere.
Sono questi, in sostanza i due elementi fondamentali del processo di
radiotrasmissione. Al trasmettitore si chiede di produrre una oscillazione
radioelettrica, chiamata portante, caratterizzata da una determinata frequenza e
da una sufficiente energia (potenza) che ne determinino la capacit� di propagarsi
coprendo la distanza che lo separa dal terminale opposto del collegamento. A
questo fine la portante, generata da circuiti elettronici, alimenta un�antenna, che
rappresenta l�interfaccia dell�apparato con lo spazio circostante: qui l�energia
assume la configurazione fisica del campo elettromagnetico, sfruttandone
efficacemente le caratteristiche e le propriet�.
Sulla portante si applica poi un processo di modulazione, per cui il segnale che
rappresenta l�informazione da trasmettere (la modulante) viene in qualche modo
sovrapposto alla portante che provveder� a trasferirla a destinazione. Poich� la
modulante �, nella quasi totalit� dei casi, rappresentata da un segnale elettrico
descritto da uno spettro complesso, il processo di modulazione implica la
disponibilit� di una banda minima di frequenza ad uso esclusivo di quel
determinato sistema trasmittente. Lo spettro del segnale radio emesso dal
trasmettitore esibisce quindi, oltre alla riga di portante, un insieme complesso di
righe che rappresentano l�informazione e che costituiscono le cosiddette bande
laterali, poste ai lati della portante con simmetria speculare rispetto ad essa.
Al processo di modulazione � richiesto, come prerogativa fondamentale, di non
introdurre una distorsione sul segnale informativo. Esso compete anche
all�ottimizzazione dell�efficienza spettrale, che consente di ridurre la banda a
radiofrequenza occupata dal canale, a parit� di banda modulante.
16
Il ricevitore radio ha il compito di captare il segnale elettromagnetico
proveniente dal trasmettitore ed estrarne il contenuto informativo che deve
essere messo a disposizione dell�utente del collegamento. Fra le prestazioni
richieste al ricevitore si evidenzia subito la sensibilit�, ovvero la capacit� di
raccogliere ed elaborare un segnale di piccolissima intensit�. Si pensi ad
esempio che un semplice apparato UHF che trasmette una potenza a RF di 1
Watt, il ricevitore possiede tipicamente la capacit� di ricevere segnali inferiori al
picowatt.
In secondo luogo, il ricevitore ha il compito di selezionare il canale radio sul
quale � trasmessa l'informazione. A questo proposito si deve considerare che il
collegamento tra trasmettitore e ricevitore � solo virtuale, in quanto lo spazio
radioelettrico � un ambiente in cui le onde elettromagnetiche si propagano
liberamente e possono venire raccolte da chiunque. L�antenna del ricevitore,
immersa in questo spazio aperto e condiviso, capta una moltitudine di onde
radio, differenziate per la frequenza del canale e ovviamente per l�informazione
che trasportano. Il ricevitore deve necessariamente operare una selezione fra
tutti i segnali ricevuti, aprendo una virtuale �finestra di ascolto� solo sul canale
che porta l�informazione desiderata ed eliminando drasticamente tutto il resto.
Con il termine selettivit� viene indicata questa operazione di filtraggio, a cui si
richiede di lasciare transitare esclusivamente e per intero lo spettro dell�onda
modulata, col minimo contributo di distorsione in ampiezza e fase.
1.5.1 CONCETTO DI DUPLEX
L�apparato ricetrasmittente prevede un�alternanza fra la fase di trasmissione e la
fase di ricezione. Le sezioni di TX e RX possono addirittura venire alimentate in
modo alterno, per cui l�operatore dovr� azionare un comando manuale detto
PTT (Push To Talk) per passare dalla trasmissione alla ricezione.
Necessariamente anche l�unica antenna dell�apparato dovr� essere connessa
rispettivamente al TX o al RX, mediante un commutatore comandato dallo
stesso PTT.
Un apparato viene cos� organizzato quando utilizza la stessa frequenza sia in
trasmissione che in ricezione. Di conseguenza, in una rete che utilizzi questa
17
soluzione, ogni utente potr� ascoltare chiunque altro che trasmetta su quella
frequenza, l�unica utilizzata da tutti gli utenti: ciascuno ascolta tutti e pu�
parlare con tutti. Questa modalit� di connessione, detta simplex, richiede l�uso
del �passo�, che precede il rilascio del PTT. Ci� comporta l�ovvia conseguenza,
connessa col fatto che le due possibili fasi di ricezione trasmissione sono
temporalmente alternate, che chi prende la parola disabilita la propria ricezione e
pertanto solo dopo aver terminato il proprio messaggio, torna in contatto con gli
altri utenti.
Se il collegamento richiede la contemporaneit� delle fasi di trasmissione e di
ricezione, come nel caso telefonico, l�interconnessione sar� eseguita in duplex.
In questo caso la rete impiegher� due frequenze, una (f
1
) per il senso fisso-
mobile, e un�altra (f
2
) per il senso mobile-fisso, separate da un opportuno
intervallo di frequenza chiamato passo di duplice. In questo caso gli apparati
mobili non hanno la possibilit� di collegarsi direttamente fra loro: tutti infatti
ricevono sulla f
1
e trasmettono sulla f
2
, mentre la stazione fissa ha le frequenze
di TX e di RX invertite e pertanto riceve sulla f
2
e trasmette sulla f
1
. Quindi la
rete necessita di una regia da parte di una stazione fissa, che pu� interconnettersi
con ciascuna delle stazioni mobili. Chiaramente la prerogativa essenziale del
sistema duplex risiede nel vantaggio di consentire una conversazione
bidirezionale di tipo telefonico, senza l�impiego del �passo�.
La differenza sostanziale tra le due modalit� d�interconnessione sopra esaminate
risulta, come visto, in un diverso utilizzo delle risorse a radiofrequenza (cio�
l�impiego di una o due frequenze radio nel canale assegnato), ma anche in una
maggior complessit� degli apparati trasmittenti. Evidente � la principale
differenza tra gli apparati che operano in simplex e quelli che operano in duplex:
nel primo caso la commutazione viene comandata manualmente dall�operatore
mediante il PTT; nel secondo caso le due sezioni sono alimentate con continuit�,
e per quanto riguarda la connessione dell�antenna esiste un filtro di duplice (o
duplexer) che agisce selettivamente separando le due frequenze del canale radio
in modo tale che ciascuna acceda alla rispettiva sezione (ricevente e
trasmittente) dell�apparato. La distanza in frequenza tra f
T
e f
R
(passo di
duplice) � scelta in modo tale da garantire un energico disaccoppiamento (> 40
dB) tra le due porte di uscita del filtro di duplice, necessario per evitare che la
pur minima parte della rilevante potenza d�uscita del trasmettitore rientri sul
18
front-end del ricevitore. Quest�ultimo infatti � progettato per ricevere segnali
estremamente piccoli, dell�ordine del microvolt, e la presenza di livelli molto
pi� alti (se pur a frequenza diversa) potrebbe provocare devastanti fenomeni di
intermodulazione.
1.5.2 L’ILLUMINAZIONE DEL TERRITORIO
Le onde radio appartengono alla famiglia delle onde elettromagnetiche, di cui fa
parte anche la radiazione luminosa che ci � particolarmente familiare, in quanto
rientra nella sfera del nostro quotidiano impatto fisiologico. Ciascun uomo vive
immerso in un flusso continuo di radiazioni luminose che, grazie al senso della
vista, gli rendono percepibile l�ambiente che lo circonda.
Il concetto di illuminazione e di ombra ci � assolutamente spontaneo, e
corrisponde alla percezione che abbiamo rispettivamente del lato di un
determinato oggetto colpito dalla radiazione, e da quello opposto. Ora, un fascio
di onde radio risponde alle stesse leggi fisiche che sono proprie di un fascio
luminoso. In particolare, dato che le onde radio si generano nello spazio
circostante l�antenna trasmittente, questa pu� venire considerata una sorta di
�faro radioelettrico�, da cui si diparte un insieme di raggi la cui distribuzione
spaziale dipende dalla geometria dell�antenna. Si intuisce facilmente che
l�illuminazione del territorio che si vuole servito dal sistema radio, detta
copertura territoriale, risulter� da un insieme di zone illuminate, in cui
l�energia delle onde raccolte dall�antenna dipender� in massima parte solo dalla
distanza dal trasmettitore, e di zone d’ombra, in cui ostacoli naturali o artificiali
aumenteranno in maniera pi� o meno consistente l�attenuazione del
collegamento, fino al limite di renderlo impraticabile.
Una soluzione a questo problema, apparentemente immediata, potrebbe
consistere nell�elevare quanto pi� possibile la posizione dell�antenna
trasmittente, in modo che i raggi piovano dall�alto sugli ostacoli; soluzione
molto valida per una trasmissione broadcast e discretamente valida per piccole
reti private, ma assolutamente impraticabile per le grandi reti radiomobili.
19
Una soluzione altamente pi� efficiente � quella di illuminare il territorio con un
numero elevato di Stazioni Radio Base, la cui dislocazione e numerosit�
assicurano una sostanziale assenza di zone d�ombra.
Siamo ormai pervenuti ai concetti di base dei sistemi radiomobili pubblici, che
inoltre fanno uso del sistema duplex esteso alle sue massime potenzialit�, e
chiamato full-duplex. Con questo termine si intende un sistema radiomobile che
garantisca non solo la contemporaneit� delle fasi di trasmissione e ricezione
fonica, ma che riproduca efficacemente e funzionalmente le caratteristiche della
comunicazione telefonica bidirezionale.
Caratteristica fondamentale di questi sistemi � che la regia della rete � affidata
ad un elaboratore di processo, che rende automatica la procedura
d�interconnessione degli utenti radiomobili con la rete, garantendo non solo la
piena interoperabilit� fra ogni elemento e tutti gli altri, ma anche una estesa serie
di servizi di supporto.
20
LE TECNOLOGIE CELLULARI
2.1 AMPS
In questa sezione si parler� del funzionamento del primo sistema di telefonia
cellulare analogica al mondo, tuttora ampiamente utilizzato. Il termine significa
Analog Mobile Phone Service.
Indipendentemente dal sistema di comunicazione utilizzato, sono tre i
componenti che rendono possibili le comunicazioni mobili: i telefoni cellulari, le
stazioni base e la centrale di commutazione per telefonia mobile, chiamata
MTSO(Mobile Telephone Switching Office).
Analizziamo le relazioni esistenti fra queste tre componenti.
Ogni cella contiene una stazione base costituita dai componenti elettronici
sviluppati per gestire le chiamate e da un�antenna. Le stazioni base sono
connesse ad un centralino MTSO che a sua volta offre la connessione con la rete
telefonica commutata standard(PSTN).
Quando un abbonato sta per lasciare l�area di copertura di una determinata cella,
la stazione base denota una riduzione nella potenza del segnale.
Contemporaneamente la stazione base che serve l�abbonato nota anche un
aumento della potenza nella cella adiacente, verso la quale si sta dirigendo
l�abbonato. Questa informazione viene trasmessa al centralino MTSO che funge
da controllore del traffico.
Il centralino MTSO continua ad interrogare le celle adiacenti per monitorare la
potenza del segnale ricevuto dall�apparecchio dell�abbonato. Se la potenza del
segnale di una cella confinante supera un certo livello predefinito, questa cella
diventa un candidato per servire l�abbonato.
Il centralino MTSO controlla che nella cella in cui sta entrando l�abbonato siano
disponibili delle frequenze e poi passa alla nuova cella le informazioni relative
all�abbonato; la cella scambia automaticamente le frequenze di trasmissione e
21
ricezione adottando quelle dell�abbonato che sta entrando nella cella . Questa
operazione � chiamata cell handoff.
2.1.1 ACCESSO ALLA RETE E FREQUENZE
AMPS � una tecnologia di accesso analogica che si basa sull�uso della tecnica
FDMA(Frequency Division Multiple Access), nella quale l�ampiezza di banda
assegnata al sistema AMPS viene suddivisa in pi� canali. Suddividendo le
frequenze disponibili in sottocanali � possibile supportare pi� conversazioni per
cella. Qui i vincoli principali sono dati dall�ampiezza di banda necessaria per
ogni canale, che, definiscono il numero totale di canali disponibili all�interno di
una cella.
Per quanto riguarda la frequenza, inizialmente la commissione FCC ha allocato
un totale di 40 MHz nella banda degli 800 MHz per l�utilizzo da parte dei
fornitori A e B. Per motivi di sicurezza e per garantire un certo margine di
crescita nel caso in cui lo spettro di frequenza di 40 MHz si dimostrasse
insufficiente, la commissione FCC ha anche riservato ulteriori 10 MHz di
frequenza. Tuttavia questa frequenza riservata, allocata nel 1986 ai fornitori A e
B non era contigua rispetto alle altre frequenze. Il risultato di questa allocazione
delle frequenze sviluppata in due fasi ha fatto si che ognuno dei fornitori A e B
avesse a disposizione un�ampiezza di banda di 25 MHz.
Ad ogni canale vocale veniva allocata una porzione di 30 KHz dell�ampiezza di
banda AMPS. Poich� ogni fornitore ha 25 MHz dello spettro delle frequenze,
questo ha portato alla disponibilit� di 25 MHz/30 KHz, ovvero 832 canali
cellulari.
Poich� i 25 MHz sono suddivisi in porzioni utilizzate per le due vie delle
comunicazioni (abbonato-centrale e centrale-abbonato), 832 canali in realt�
possono garantire 416 conversazioni full-duplex per ogni operatore cellulare
all�interno di una cella. Ma poich�, per evitare interferenze fra le celle, due celle
contigue non possono usare le stesse frequenze, in realt� 416 conversazioni full-
duplex rappresentano un massimo teorico.
In AMPS viene impiegata uno schema a sette celle, ovvero le frequenze
disponibili vengono suddivise fra sette celle. Questo significa che, in media,
ogni cella ha un settimo dei canali totali disponibili.
22
A mano a mano che aumentavano le comunicazioni cellulari, la capacit� del
sistema AMPS si dimostr� insufficiente in molte aree urbane in quanto non
erano in grado di accettare una grande crescita di abbonati. Innanzitutto gli
operatori hanno suddiviso le celle creando ulteriori canali all�interno di un�area
geografica.
Tuttavia la suddivisione delle celle richiede l�impiego di nuove infrastrutture
sotto forma di stazioni base ed antenne e connessioni con un centralino MTSO
portando quindi a una maggiore complessit� e costo del sistema.
In secondo luogo gli ingegneri svilupparono una nuova tecnologia di accesso
basata sul sistema TDMA(Time Division Multiple Access) per ottenere tre
canali da ciascun canale AMPS.
Questa tecnologia � chiamata D-AMPS(Digital-Advanced Mobile Phone
Service).
2.1.2 L’UTILIZZO DEI CANALI
Sebbene ogni operatore cellulare abbia la possibilit� di utilizzare 832 canali(416
in full-duplex), non tutti i canali sono disponibili per la voce. I primi 21 canali
dei fornitori A e B vengono impiegati per operazioni di controllo. Queste
operazioni di controllo includono l�attivazione e la chiusura della chiamata e
altre informazioni inviate da un operatore di rete ad un abbonato o dall�abbonato
alla rete.
Questi canali di controllo per il fornitore A sono quelli compresi fra 313 e 333;
per il fornitore B sono i canali compresi fra 334 e 354. Pertanto 21 canali
vengono utilizzati per scopi di controllo e per ogni fornitore rimangono
disponibili per la voce 395 canali.
Anche se questo numero pu� essere sufficiente in molte aree rurali, la rapida
riduzione dei prezzi nel campo della telefonia cellulare ha portato ad una
crescita esponenziale nell�uso di questo sistema, specialmente nelle aree urbane.
Poich� la capacit� di una cella � limitata a 395 canali vocali, l�unica soluzione
per aumentare la capacit� del sistema AMPS, ovvero per accettare ulteriori
abbonati, era quella di aggiungere nuove celle o di suddividere le celle esistenti.
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