Studio di fattibilità e progettazione di una rete di conversione 3G/WiFi 2,4 GHz in ambiente rurale

La telefonia cellulare è una tecnologia che consente di accedere alla rete telefonica tramite lo scambio di onde radio tra ricetrasmettitori. L'utente, quindi, scambia informazioni con una stazione radio base, la quale copre una certa porzione di territorio, chiamata cella di copertura, da cui appunto proviene l'aggettivo cellulare.
In Italia, la totale copertura del territorio è avvenuta nel 1989.La caratteristica principale di questa tecnologia è la possibilità di avere dei dispositivi mobili che si possono muovere fra le varie celle, senza perdere la comunicazione, poiché saranno coperti dalla relativa stazione radio base.
La prima comunicazione via radio fu eseguita alla fine del 1800 da Marconi, collegando una stazione base a un dispositivo mobile, senza utilizzare cavi.
Nel 1921, il dipartimento di polizia di Detroit, creò una connessione tra diversi dispositivi mobili e una stazione base, la quale, inizialmente, era l'unica in grado di trasmettere e trasmetteva alla frequenza di 2 MHz.
Successivamente anche i terminali mobili furono in grado di trasmettere alla stazione base.
Più tardi, anche le altre stazioni di polizia crearono le proprie reti, con la conseguente congestione dello spettro delle frequenze disponibili e, inoltre, la qualità della trasmissione non era molto elevata.
Il problema della qualità fu risolto nel 1935, quando, grazie all'invenzione di Armstrong, si passò, come tecnica di trasmissione, dalla modulazione di ampiezza AM alla modulazione di frequenza FM.
La FM si sviluppò molto velocemente, nonostante la banda di frequenza fosse molto ampia e maggiore della relativa banda AM.
Per l'applicazione della telefonia cellulare, con il passare del tempo, si sono sviluppati sistemi di funzionamento (generazioni) con diverse tecnologie e standard.
Inizialmente, intorno al 1950, esisteva la generazione zero, 0G, che riguardava soltanto reti analogiche in banda 450 MHz di tipo veicolare. Con la 1G (prima generazione) si sono ottenuti i primi cellulari analogici.
In Europa si utilizzava lo standard TACS, in America AMPS. Con questa tecnologia si riusciva a collegare un mobile con i terminali appartenenti alla rete fissa PSTN (Public Switched Telephone Network). Successivamente (2G), verso la seconda metà degli anni '80, sono nati i primi cellulari digitali, il cui standard più utilizzato era GSM (Global System for Mobile communications). L'evoluzione è continuata, passando da GPRS (2,5G) a EDGE (2,75G), grazie ai quali, oltre ad avere un miglioramento delle prestazioni, è possibile trasmettere sia voce sia dati grazie alla tecnica di commutazione di pacchetto.

Oggi GSM sta lasciando spazio agli standard di terza generazione della telefonia cellulare (3G). La nascita di questa nuova tecnologia, che permette ancora sia la comunicazione vocale, sia il trasferimento di dati, è dovuta alla crescente domanda di servizi multimediali da parte dell'utente. Il primo paese ad introdurla sul mercato è stato il Giappone.
Gli operatori 3G giapponesi, per l'acquisizione di nuovi clienti, puntarono molto sull'offerta di un servizio innovativo come la videotelefonia, ma attualmente questo occupa solo una piccola parte dei servizi offerti in quanto gli utenti ritengono più interessanti il download da internet, la messaggistica istantanea, la visione di filmati.
Inizialmente lo standard UMTS doveva essere l'unico standard per la tecnologia 3G, per facilitare la comunicazione tra i diversi continenti, invece si sono sviluppati altri standard.
Nei paesi dove viene usato il GSM, come in Italia e come nella maggior parte dei paesi europei, lo standard è UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), basato sul protocollo W-CDMA descritto in seguito. Talvolta UMTS viene chiamato commercialmente 3GSM, per mettere in evidenza che si tratta di una tecnologia 3G combinata al GSM. In America, Giappone e Corea è utilizzato lo standard CDMA 2000, evoluzione dello standard CDMA IS-95 di 2G, con cui si raggiunge una velocità trasmissiva di 3 Mb/s. Altro standard è il Wideband CDMA, caratterizzato da una velocità di trasmissione di 384 kb/s, se utilizzato in una WAN,2 Mb/s se utilizzato in una LAN. Infine, abbiamo lo standard TD-SCDMA, sviluppato in Cina, che è meno noto.
Le aspettative sulla rete 3G sono enormi, tanto è vero che i maggiori operatori europei hanno speso miliardi di euro nelle aste per l'assegnazione delle frequenze 3G e i maggiori produttori di telefonia hanno investito molto sui prodotti UMTS. In Italia lo standard UMTS è stato introdotto commercialmente da H3G e poi successivamente esteso a tutti gli altri operatori di telefonia mobile.
Lo studio di tecnologie e standard per lo sviluppo della telefonia cellulare non è finito, per cui in futuro avremo altre generazioni.
Di tutto ciò se ne occuperà l'Organizzazione Internazionale Telecomunicazione ITU (International Telecommunication Union) che, fin dall'anno della sua fondazione a Parigi nel 1865, definisce gli standard nelle telecomunicazioni e nell'uso di onde radio.