HSDPA per le reti telefoniche di nuova generazione

PRINCIPI DELLE RETI CELLULARI 2 CAPITOLO 2: Cenni su Reti cellulari wireless L’esplosione del fenomeno della telefonia mobile è, senza dubbio, avvenuta in questo ultimo decennio, ma dietro alle comodità odierne offerte dal nostro telefonino, si cela un lavoro che dura non da qualche anno ma addirittura da quasi un secolo. Sembra incredibile ma è assolutamente vero: i primi esperimenti in questo campo risalgono ai primi anni ’20, quando le forze militari statunitensi si ingegnarono per trovare un sistema di comunicazione a distanza. Purtroppo, dati i tempi e le tecnologie allora disponibili, i collegamenti potevano essere solo unidirezionali, mentre comunicazioni vere e proprie si ebbero solo a partire dal 1935 quando venne introdotta la modulazione di frequenza. La diffusione di questo sistema fu immediata: in pratica veniva assegnata una frequenza a chiunque ne facesse richiesta con il risultato che, ben presto, i canali radio disponibili si esaurirono di fronte ad un’enorme domanda. Ma l’intuizione che rivoluzionò il modo di concepire la telefonia mobile si ebbe nel 1947, quando un ricercatore degli AT&T Bell Laboratories avanzò, per primo l’idea di “cella”. Il concetto di base era sostanzialmente, quello di dividere il territorio in tante celle e di dotare ognuna di esse di stazioni radio, operanti a certe frequenze, in modo che fossero diverse da quelle utilizzate dalle celle adiacenti. Le stazioni, inoltre, dovevano operare a bassa potenza per non interferire con quelle vicine. In questo modo celle non adiacenti, abbastanza distanti fra loro, potevano riutilizzare le stesse frequenze: questo permetteva dunque, di supportare un numero maggiore di utenti. La tecnologia cellulare è alla base delle comunicazioni mobili wireless e supporta la connessione di utenti che si trovano in aree difficilmente servibili dalle reti cablate. E’ sicuramente stato il più rivoluzionario di tutti i cambiamenti avvenuti nel mondo delle comunicazioni e delle telecomunicazioni. 2.1 PRINCIPI DELLE RETI CELLULARI La tecnica radio è stata sviluppata per incrementare la capacità disponibile per il servizio di telefonia radiomobile. Prima che venissero introdotti i sistemi radio cellulari, il servizio di telefonia radiomobile poteva essere fornito solo utilizzando un trasmettitore e un ricevitore di grande potenza. Si trattava di sistemi che supportavano circa 25 canali con un raggio efficace di circa 80 chilometri. Per incrementare la capacità del sistema si è fatto uso di sistemi di bassa potenza e di minor raggio, incrementando il numero di ricetrasmettitori. 2.2 ORGANIZZAZIONE DELLA RETE CELLULARE Una rete cellulare si basa sull’uso di un gran numero di trasmettitori di bassa potenza, dell’ordine di 100 watt o anche meno. Poiché il raggio operativo di tali trasmettitori è ridotto, un’area deve essere suddivisa in celle, ognuna delle quali sarà servita da una propria antenna. A ciascuna cella viene allocata una banda di frequenze e inoltre ciascuna cella sarà servita da una stazione base costituita da un trasmettitore, un ricevitore e una unità di controllo. A celle adiacenti vengono assegnate frequenze differenti per evitare fenomeni di interferenza e diafonia. Tuttavia celle sufficientemente distanti l’una dall’altra possono riutilizzare le stesse bande di frequenza. Nel disporre le celle in modo da coprire un’area, la progettazione di una matrice di celle quadrate non è ideale. Mentre un utente mobile si muove all’interno di una cella dirigendosi verso i suoi confini, è meglio che tutte le antenne adiacenti siano equidistanti. Questo consente di determinare con maggiore facilità quando commutare l’utente su una antenna adiacente e quale 7