Libro LTE.indb - Gruppo Telecom Italia

easy LTE
a cura di Paolo Semenzato
easy LTE
a cura di Paolo Semenzato
copertina-finale.indd 1
23/04/2013 16.45.06
dedicato a Raoul
“docere, delectare, movere”
(Cicerone)
easy LTE
a cura di Paolo Semenzato
7
Prefazione
L
TE è adesso!
LTE (Long Term Evolution) è la nuova rete radiomobile a
diﬀusione mondiale lanciata da Telecom Italia alla fine del
, dieci anni dopo l’UMTS e venti dopo il GSM.
LTE si caratterizza per la grande velocità di trasmissione e il ridotto tempo di latenza che facilitano il trasferimento di grandi moli
di dati e un’elevata interattività, con un sensibile miglioramento
della user experience.
LTE trasformerà ancora una volta il nostro modo di vivere, lavorare e divertirci, favorendo servizi di largo appeal: video on line,
videoconferenza, giochi on line, ausilio alla guida, assistenza sanitaria a distanza.
LTE richiede investimenti cospicui per le frequenze licenziate, i siti
radio, gli apparati radiomobili, i collegamenti trasmissivi, i sistemi di gestione e supporto.
Per fruire appieno di tutto il potenziale della nuova rete è richiesto
un aggiornamento diﬀuso delle conoscenze, in termini di tecniche, tecnologie, architetture e servizi.
Da qui l’iniziativa di realizzare Easy LTE, che facendo leva sulle
competenze di Telecom Italia nelle reti radiomobili, si propone di
divulgare i fondamenti della nuova rete, che entro il prossimo decennio realizzerà il sogno di una velocità di tre miliardi di bit al
secondo.
Ma, come recita Cicerone, niente è grande per il sognatore!
una buona lettura easy
Responsabile Technology di Telecom Italia
G ussep
Gi
e pe Rob
ber
e to Opilio
Giuseppe
Roberto
8
Easy LTE
Indice
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Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia . . . . . . .
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Rete Radiomobile Cellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Coesistenza LTE - DVBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Coesistenza LTE - Radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Colocazione LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Core Network LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Frequenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Progettazione Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ottimizzazione Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Self Organizing Network (SON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Coesistenza e Colocazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Perché LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
LTE come asset competitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Realizzazione Rete Cellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Organizzazione del GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evoluzione del GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Dopo LTE-A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ecosistema LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Architettura di una rete radiomobile cellulare . . . . . . . . . . .
Reti GSM e UMTS: componente a Circuito . . . . . . . . . . . . . .
Reti GSM e UMTS: componente a Pacchetto . . . . . . . . . . . .
Standard Radiomobili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Reti Radiomobili Cellulari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Architettura LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Voce su LTE: CSFB, VoLTE, SRVCC, IMS . . . . . . . . . . . . . . . .
Traﬃc Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Accesso Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Accesso Multiplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
MIMO Multiple Input Multiple Output . . . . . . . . . . . . . . . .
Prestazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
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Rete eterogenea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Procedure a supporto del CRRM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Scenari inter RAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. LTE-Advanced . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Sistemi di trasmissione multi antenna MIMO . . . . . . . . . . .
Relay Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
COMP, ECIC, CA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Evoluzione del throughput . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Eﬃcienza energetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Terminali LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Funzionalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Categorie di terminali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Piattaforme di Servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Enriched Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
High Definition Video Conference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Servizi Video, Cloud, Gaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Localizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Augmented Advertising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Backhauling. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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Impatti di LTE sul BH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Architettura Low RAN e High RAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Soluzioni per la Low RAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Soluzioni per la High RAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Sicurezza LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Sicurezza dell’interfaccia radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Sicurezza del Backhauling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Certificati Digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glossario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia
11
1
Evoluzione del Radiomobile
in Telecom Italia
L
a rete radiomobile di Telecom Italia si è sviluppata nel corso degli anni
spesso anticipando le evoluzioni delle tecniche e delle tecnologie trasmissive. Le reti si
sono evolute da analogiche a
digitali, sfruttando così la dovizia di opportunità associate
all’utilizzo della tecnica digitale. La velocità di trasmissione,
la capacità di rete, l’eﬃcienza
di trasferimento dell’informazione per unità di banda è
cresciuta moltissimo con l’evolvere degli standard. Attualmente coesistono in rete le tre
tecnologie radiomobili GSM,
UMTS, LTE (cfr. figura ), attivate a cadenza circa decennale
a partire dal
. Si è passa-
ti dal paradigma voce e dati a
bassa velocità a quello voce e
dati ad alta velocità, per giungere infine alla comunicazione
arricchita. Tutto questo con un
miglioramento delle prestazioni ad ogni ammodernamento
di tecnologia.
1.1 Reti Radiomobili
Cellulari
Dopo gli anni pionieristici di
SRMC nella gamma
MHz
(Servizio Radio Mobile di Comunicazione) e RTMS a
MHz (Radio Telefono Mobile di
Seconda generazione), il primo
sistema radiomobile di massa è
stato il TACS (Total Access Communications System), sistema
12
Easy LTE
LTE
UMTS
GSM
Voice &
SMS
Voice &
Data
Enriched
Communication
I
II
III
Decade
Figura 1 - Evoluzione decadale delle reti radiomobili
analogico di prima generazione operante a
MHz, nella
sua versione E-TACS (Evolved TACS), lanciato dall’allora
SIP nel
in occasione dei
mondiali di calcio. Col TACS
la tecnologia inizia a oﬀrire alla
clientela anche terminali handheld, in aggiunta ai veicolari e
trasportabili.
Ma è con il primo sistema
digitale a standard europeo
GSM (Global System for Mobile communication), sistema
di seconda generazione, che
le comunicazioni radiomobili
entrano nella maturità. In Ita-
lia il GSM è stato sperimentato
dal
e lanciato nel
da TIM (Telecom Italia Mobile), divisione radiomobile di
Telecom Italia, con il solo servizio voce, al quale si aggiunge un anno dopo il servizio di
messaggistica testuale SMS
(Short Message Service).
La crescita del traﬃco radiomobile inizia rapidamente a
saturare le risorse di frequenza a disposizione di TIM nella
gamma dei
MHz, così nel
comincia il dispiegamento nella gamma dei
MHz, aggiornando la rete
1
Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia
GSM alla versione dual-band,
che permette un incremento
della capacità di rete, assegnando automaticamente risorse radio dell’una o dell’altra
gamma.
Nel
viene introdotto nel
sistema GSM il GPRS (General
Packet Radio Service), servizio
che abilita la trasmissione dati
a pacchetto su canale condiviso fra i clienti, permettendo
una velocità di trasmissione
in DL (down link), cioè dalla
stazione radio al terminale, di
alcune decine di kbit/s.
La richiesta di servizi dati in
mobilità cresce, così come le
aspettative di maggiori velocità di trasmissione. Poiché
la prossima tecnologia UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System) non è
ancora matura, TIM nel
decide di aggiornare tutta la
rete GSM/GPRS alla tecnologia EDGE (Enhanced Data for
GSM Evolution), che permette velocità in DL superiori a
kbit/s, prossime quindi ai
kbit/s della prima release
commerciale UMTS (R ).
L’evoluzione continua, con il
sistema di terza generazione
UMTS nella gamma dei
13
MHz, sperimentato nel
,
lanciato nelle principali città
italiane già nel
e successivamente esteso sia a tutti i
capoluoghi di provincia, sia a
gran parte del territorio italiano, con velocità di trasmissione
massima in DL di
kbit/s.
L’UMTS evolve nel
con
l’introduzione
di
HSDPA
(High Speed Downlink Packet
Access) che impiega un canale a pacchetto ad alta velocità
condiviso tra più utenti e tecniche trasmissive avanzate,
incrementando la velocità e riducendo la latenza. L’HSDPA
in questa fase (fase ) consente velocità di trasmissione di
picco in DL fino a , Mbit/s.
L’HSDPA è stato ulteriormente aggiornato nel corso del
con la fase con velocità
in DL fino a , Mbit/s e poi
a inizio
a
, Mbit/s.
Parallelamente e con le stesse
tempistiche è stata anche introdotta la modalità HSUPA
(High Speed Uplink Packed Access) per UL (up-link), cioè dal
terminale alla stazione radio,
con incremento della velocità
fino a , / Mbit/s su tutta la
rete e fino a , Mbit/s in aree
di interesse.
14
Easy LTE
Nuove funzionalità sono previste dallo Standard con il
nome di HSDPA Evolution, o
HSDPA+, per velocità fino a
Mbit/s con modulazione
QAM e fino a
Mbit/s con
trasmissione
multi-antenna
MIMO x . Per quanto riguarda le connessioni a
Mbit/s
(MIMO) TIM è stata, nel luglio
, il primo operatore
al mondo a sperimentare tale
tecnica trasmissiva. Il servizio a
Mbit/s è stato introdotto in diverse aree ed è in
corso di introduzione quello
a
Mbit/s con la tecnica DC
(dual-carrier) che aﬀascia due
canali UMTS ( x MHz).
Un ulteriore salto tecnologico
è rappresentato da LTE (Long
Term Evolution), che consente
con
MHz di banda e terminali di categoria (vedi ca-
pitolo sui terminali) velocità
fino a
Mbit/s in DL e
Mbit/s in UL; la latenza migliora e ciò consente servizi ad
ampia interattività. I prossimi
terminali di cat. raggiungeranno velocità di picco in DL
Mbit/s e
Mbit/s in UL.
Telecom Italia ha svolto le prime sperimentazioni di sistemi
pre-LTE già a fine
, con
trial di soluzioni LTE che sono
proseguiti negli anni seguenti.
Dopo la gara del settembre
, Telecom Italia ha acquisito la disponibilità delle
gamme degli
,
,
MHz per il servizio LTE.
A novembre
, si è svolto
il lancio commerciale del servizio dati LTE di Telecom Italia, dall’inizio di febbraio
quello del servizio voce/dati
LTE ■
2
Rete Radiomobile Cellulare 15
2
Rete Radiomobile Cellulare
U
na rete radiomobile
cellulare realizza il
collegamento con un
utente mobile avvalendosi
della risorsa radio. Le risorse
di comunicazione sono: nodi
di accesso radio, che trami-
te le antenne collegano i terminali, nodi di core network,
che svolgono la funzione di
commutazione e collegamenti trasmissivi (backhauling),
che connettono i nodi radio ai
nodi core (cfr figura . ).
Figura 2.1 - Schema generale di una rete radiomobile
Core
Network
Rete di Accesso Radio
Backhauling
16
Easy LTE
2.1 Architettura di una
rete radiomobile
cellulare
Si descrive adesso la struttura
di una rete radiomobile cellulare (cfr. figura . )
Il collegamento radio dell’utente alla rete si ottiene attraverso
un ricetrasmettitore collegato a
un’antenna che fornisce copertura radio ai terminali radiomobili presenti in una zona di
territorio detta cella. In un sito
radio ci sono tipicamente tre
antenne che realizzano tre celle sfalsate tra loro; l’insieme dei
ricetrasmettitori del sito viene
detto Stazione Base. La copertura continua del territorio si
realizza attraverso numerose
celle adiacenti.
Il traﬃco massimo smaltibile
T in una cella è funzione del
numero massimo di risorse
trasmissive allocabili nella cella stessa; T è dato dal prodotto della densità superficiale
di traﬃco t per la superficie S
della cella. Quindi una cella
che copre un territorio ad alta
densità di traﬃco t (es. urbana)
avrà una superficie S minore di
quella che ne copre uno a bassa
densità (es. rurale). La nomen-
clatura delle celle in ordine decrescente di dimensione è: Macrocella, Microcella, Picocella,
Femtocella.
Quando l’utente è in mobilità, nel passaggio da una cella
all’altra, in assenza di contromisure la connessione cadrebbe, evento che viene escluso
attraverso la funzionalità di
handover che trasferisce automaticamente la connessione
su risorse radio della cella di
destinazione.
La funzionalità di Controllo
della Rete Radio gestisce l’assegnazione iniziale delle risorse
radio, la nuova assegnazione
per handover e il rilascio finale (cfr. figura . ). Il controllo
della rete radio può essere allocato in un nodo interposto
fra i nodi di accesso e i nodi
di commutazione (GSM e
UMTS), oppure distribuito nei
nodi di accesso e nei nodi di
commutazione (LTE).
La creazione di una connessione fra il terminale radiomobile
e un altro terminale, sia radiomobile sia fisso, compete alla
funzionalità di Commutazione
che provvede all’istradamento,
su base selezione, fra sorgente
e destinazione (cfr. figura . ).
2
Rete Radiomobile Cellulare 17
Altre Reti
Commutazione Transito
Commutazione
Commutazione
Controllo Rete Radio
Controllo Rete Radio
Rete Core
Accesso Radio
Backhauling
Antenna
Collegamento
Radio
Stazione Base
Cella
Terminale
Chiamata mobile-mobile
Figura 2.2 - Architettura generale di una Rete Radiomobile Cellulare
La realizzazione della connessione può essere svolta direttamente o attraverso la funzionalità di Transito all’interno della
stessa rete dell’operatore e verso altre reti fisse e mobili. La
funzionalità di localizzazione
dell’utente radiomobile chiamato consente di determinare
verso quale cella instradare la
connessione.
La commutazione può avvenire secondo due tecniche: la
commutazione di circuito CS
(Circuit Switching), dove le
risorse impiegate nel percorso da sorgente a destinazione
sono assegnate alla connessione per tutta la sua durata; la
commutazione di pacchetto PS
(Packet Switching), dove i singoli blocchi di dati impegna-
18
Easy LTE
no le risorse per il solo tempo
d’attraversamento.
Nel seguito, come paradigma
di una rete cellulare, si presentano congiuntamente la
rete GSM (Global System for
Mobile Communications) di
seconda generazione ( G) e
UMTS (Universal Mobile Telecommunications System),
di terza generazione ( G)
prima nella componente a
circuito e poi in quella a pacchetto. La rete GSM e quella
UMTS, fatte salve le interfacce radio, sono infatti molto
simili dal punto di vista architetturale.
2.2 Reti GSM e UMTS:
componente a
Circuito
Si descrive la componente a
circuito CS (cfr. figura . ) utilizzata per voce e videochiamata.
I terminali mobili, denominati
MS (Mobile Station) in G e UE
(User Equipment in G), sono
composti da un ricetrasmettitore radio e da una smart card
SIM (Subscriber Identity Module), o USIM (Universal SIM),
per le procedure di sicurezza
di rete.
La rete di accesso radio è costituita da ricetrasmettitori denominati stazioni radio base,
BTS (Base Transceiver Station)
in G e NB (Node B) in G,
controllate da nodi BSC (Base
Station Controller) in G e
RNC (Radio Network Controller) in G, che interconnettono le stazioni radio base alla
Core Network e amministrano
le risorse radio, garantendo
anche l’handover.
I nodi di commutazione a circuito MSC (Mobile Switching
Center Server) realizzano le
funzioni tradizionali di commutazione telefonica: supervisione della connessione
(Call Control), instradamento
(Switching), documentazione del traﬃco (Accounting)
e intercettazione su richiesta
della Magistratura (Lawful
Interception). Analoghe funzioni sono implementate nel
dominio a pacchetto. Si realizzano inoltre le funzioni
specifiche di gestione della
mobilità attraverso le funzioni HLR (Home Location Register) e VLR (Visitor Location
Register): il primo è un data-
2
Radio Network
Rete Radiomobile Cellulare 19
Core Network
MS
HLR
BTS
GSM
BSC
MSC-S
VLR
GSM
MS
MGW
GW
MSC
Circuit
Network
BTS
GSM
MSC-S
VLR
UE
MGW
NodeB
RNC
UMTS
to HLR
MS
BTS
BSC
NB
RNC
MSC
Mobile Station
Base Transceiver Station
Base Station Controller
NodeB
Radio Network Controller
Mobile Switching Center
MSC-S
MGW
GW MSC
VLR
HLR
MSC Server
Media Gateway
Gateway
Visitor Location Register
Home Location Register
Figura 2.3 - Architettura rete radiomobile a circuito GSM/UMTS (2G e 3G)
base centralizzato residente
nella Home Mobile Network
(la rete a cui l’utente è sottoscritto) che contiene i dati
di sottoscrizione, autenticazione e posizione d’utente (in
termini di VLR); il secondo
associato a ciascun MSC e residente nella Visited Network
contiene le informazioni re-
lative agli utenti in visita, sia
dalla propria rete che da altre
reti (roaming).
Per una chiamata verso un
utente mobile, si interroga
prima l’HLR che fornisce la
posizione del VLR in cui l’utente mobile è in visita, poi
viene diramata una chiamata
radio su tutte le celle del VLR/
20
Easy LTE
MSC in oggetto con l’identità
dell’utente chiamato che risponderà dalla cella in cui si
trova e verso la quale sarà instradata la chiamata.
Le funzioni di un MSC sono
tipicamente implementate in
MSC-S (Mobile Switching Center Server), MSC-MG (MSCMedia Gateway) secondo una
separazione logico-funzionale
tra le procedure relative al
controllo della mobilità e dei
servizi (MSC-S) e quelle relative al trasporto/elaborazione
del piano utente (MSC-GW)
(es. transcodifica).
2.3 Reti GSM e UMTS:
componente a
Pacchetto
Si descrive la componente a
pacchetto PS utilizzata per i
servizi dati (cfr. figura . ).
La rete di accesso radio (NodeB e RNC) coopera con i
nodi di commutazione di
pacchetto GSN (GPRS Support Node) che a loro volta si
interfacciano con il database
delle utenze (HLR), per la
fornitura dei servizi dati in
mobilità.
I nodi GSN si compongono di:
SGSN (Serving GPRS Support
Node) e GGSN (Gateway GPRS
Support Node). L’SGSN gestisce l’autenticazione e la mobilità d’utente, sia in rete di appartenenza, sia in rete visitata
nel caso di roaming. Il GGSN
consente la connessione IP
per l’accesso ai servizi erogati
dall’operatore di appartenenza
dell’utente, dalle Corporate e
da Internet.
L’SGSN e il GGSN all’atto della
richiesta di servizio dell’utente instaurano tra loro una connessione cifrata, denominate
“tunnel GTP” (GPRS Tunnel
Protocol), per il trasporto confidenziale del traﬃco IP. Sono
previste delle ottimizzazioni
attraverso la funzionalità opzionale denominata Direct
Tunnel che consiste nell’instaurazione di un tunnel GTP
direttamente tra RNC e GGSN,
per semplificare l’architettura di trasporto, riducendo la
latenza all’interno della rete
mobile.
Per l’accesso ai servizi erogati
dalle varie reti dati è necessario che l’utente specifichi sul
proprio terminale l’identificativo del servizio attraverso
2
Radio Network
Rete Radiomobile Cellulare 21
Core Network
MS
HLR
BTS
GSM
BSC
GSM
MS
SGSN
GGSN
Packet
Network
(APN)
BTS
GSM
UE
SGSN
NodeB
RNC
UMTS
to HLR
MS
BTS
BSC
NB
RNC
Mobile Station
Base Transceiver Station
Base Station Controller
NodeB
Radio Network Controller
SGSN
GGSN
HLR
APN
Serving GPRS Support Node
Gateway GPRS Support Node
Home Location Register
Access Point Name
Figura 2.4 - Architettura rete radiomobile a pacchetto GPRS (2G e 3G)
l’APN (Access Point Name).
Gli APN sono classificabili
in tre categorie in funzione
dell’accesso a servizi: dell’operatore, Corporate (un APN per
ogni Corporate, in genere), Internet.
La rete assegna il GGSN fra
quelli disponibili in funzione
dell’APN e questo nodo sarà
mantenuto per tutta la sessione; il SGSN può invece variare a
seconda degli spostamenti del
terminale. Il GGSN, previa verifica dell’ammissibilità della richiesta di servizio dati, assegna
un indirizzo IP che il terminale
di utente manterrà per tutta la
sessione. In genere gli indirizzi
IP sono di tipo privato per l’ac-
22
Easy LTE
cesso ai servizi dell’Operatore e
l’accesso a Corporate e pubblici
per l’accesso a Internet.
La rete prevede il controllo del
traﬃco dati, sia per garantire la
qualità di servizio sottoscritta
dall’utente, sia per adempiere
a richieste di intercettazione
da parte dell’Autorità Giudiziaria ■
3
Standard Radiomobili
23
3
Standard Radiomobili
L
a standardizzazione internazionale rappresenta un fattore di successo dell’industria radiomobile,
consentendo l’interoperabilità, il roaming internazionale e
garantendo significative economie di scala e ampia scelta
di modelli di terminali.
3.1 Organizzazione del
3GPP
Nel
è nato l’ente di standardizzazione mondiale GPP
(Third Generation Partnership
Project) composto dagli enti:
europeo (ETSI), americano
(ATIS), giapponese (ARIB e
TTC), coreano (TTA) e cinese
(CCSA). Il GPP si occupa delle specifiche tecniche di GSM/
GPRS/EDGE e sue evoluzio-
ni (GERAN), di UMTS e sue
evoluzioni (HSPA, HSPA+) e
di LTE e sue evoluzioni (LTE
Advanced). Il GPP è organizzato in quattro TSG (Technical
Specification Group): GERAN
(GSM EDGE Radio Access Network), RAN (Radio Access Network), SA (System Aspects), CT
(Core network & Terminals),
articolati come in figura . .
ITU (International Telecommunications Union) è l’Agenzia delle Nazioni Unite per
l’ICT (Information & Communication Technology), di
riferimento anche per paesi
che non dispongono di propri enti di standardizzazione.
ITU-R (Radiocommunication
Sector) ha accolto UMTS e le
sue evoluzioni come LTE e
sue evoluzioni nella famiglia
24
Easy LTE
3GPP
Project Coordination Group
Pro
GERAN
RAN
SA
Evoluzione dell’accesso
radio GSM/GPRS/EDGE
Evoluzione dell’accesso
radio UMTS ed LTE
Aspetti di servizio e
di sistema
GERAN1: livello fisico
GERAN2: protocolli radio
GERAN3: testing terminali
RAN1: livello fisico
RAN2: protocolli radio
RAN3: interfacce tra nodi
di rete radio
RAN4: prestazioni RF e
di protocollo
SA1: requisiti di servizio
RAN5: testing terminali
SA2: architettura
SA3: sicurezza
SA4: codec
SA5: gestione di rete
CT
Protocolli di rete
e terminali
CT1: protocolli
terminale-rete
CT3: interlavoro con reti
esterne e Policy Control
CT4: protocolli rete-rete
CT6: SIM/USIM e
applicazioni su
smart card
Figura 3.1 - Organizzazione del 3GPP
IMT(International Mobile Telecommunications) e
LTE-A nella famiglia IMTAdvanced, estendendo così
l’applicazione del lavoro del
GPP a livello mondiale. ITU-R
identifica anche le nuove bande per i servizi radiomobili.
3.2 Evoluzione del 3GPP
L’evoluzione delle principali tecnologie GPP inizia
da UMTS (
), proseguendo per HSDPA e IMS
(
), HSUPA (
), LTE
e EPS (
) e LTE-Advanced
(
), (cfr. figura . ).
Il GPP ha avviato in Release
la standardizzazione della nuova tecnologia ultrabroadband
LTE denominata EPS (Evolved
Packet System), suddivisa in interfaccia radio E-UTRAN (Evolved UMTS Terrestrial Radio Access Network) e Core Network
3
Standard Radiomobili
25
Rel
Rel
LTE/A Rel 11
Rel 12
(2014)
(2012)
LTE
HSPA Rel 7
Rel 6
(2004)
Rel 4
(2001)
Rel 99
(2000)
UMTS
CS/PS
Rel 5
(2002)
Rel 10
(2010)
Rel 9
(2009)
Rel 8
(2008)
(2006)
Pico/Femto
Het Net
Local Area improvement
Improvement
Radio&Core Enhancements
HSDPA HSUPA HSPA+ LTE(EPS)
IMS
MM Tel Common
IMS
LTE-A
Tool for
data
explosion
Figura 3.2 - Evoluzione delle tecnologie 3GPP
EPC (Evolved Packet Core). La
Release ha introdotto le prestazioni basilari di EPS: interfaccia radio, Core Network solo
pacchetto, funzionalità per
il servizio voce, sia a circuito
CSFB (Circuit Switched FallBack), sia a pacchetto VoLTE
(Voice over LTE), quest’ultima
attraverso l’architettura IMS
(IP Multimedia Subsystem);
(vedi capitolo sulla Core Net-
work LTE). La Release
ha
inserito alcune ottimizzazioni radio e funzionalità quali i
servizi broadcast/multicast, la
chiamata d’emergenza su IMS/
LTE e la localizzazione.
La Release
è di rilievo principalmente per l’accesso radio,
con LTE-Advanced, che consente velocità di picco fino a
Mbit/s, con
MHz di
banda. Si introducono poi ot-
26
Easy LTE
timizzazioni a supporto del
traﬃco M M (Machine-toMachine), del browsing Internet e dell’integrazione degli
accessi non- GPP nel sistema
EPS (es. possibilità per un terminale multi-modo di spostarsi, magari con continuità
di sessione, da accessi G/ G/
LTE ad accessi ADSL/WiFi).
La Release
fornisce, in ambito radio, l’ottimizzazione
delle funzionalità di Release
CA (Carrier Aggregation),
cioè la concatenazione di
canali radio, in genere non
contigui in gamme diverse ottenendo una “banda equivalente continua” che permette
di raggiungere throughput
proporzionali: ad ad esempio con banda equivalente di
MHz si può raggiungere
un throughput maggiore di
Gbit/s. La CA consentirà
a Telecom Italia di fruire di
una banda complessiva LTE
di
MHz, dall’aggregazione di due bande da
MHz,
ciascuna proveniente da una
delle gamme LTE assegnate.
La release
in ambito sistema introduce gli adeguamenti all’architettura di roaming
per il servizio voce VoLTE. La
piattaforma PCC (Policy Control & Charging) per le politiche di gestione di rete e di
QoS, viene estesa ad accessi
fissi (non- GPP), ad esempio per controllare il traﬃco
generato da terminali mobili
su accessi Wi-Fi/ADSL. Viene poi abilitata la Deep Packet Inspection del traﬃco
mobile, con cui la rete può
riconoscere le applicazioni di
utente e attuare politiche di
servizio conseguenti. Poiché
normalmente intercorre un
anno e mezzo tra la fine delle specifiche e la disponibilità
commerciale, le soluzioni di
Release
non saranno presumibilmente disponibili prima del
.
3.3 Dopo LTE-A
Nel giugno
si è tenuto un
workshop GPP sugli obiettivi della Release
e successive. Non si specificherà una
nuova interfaccia radio, ma ci
si focalizzerà su incremento
della capacità, ottimizzazioni
della rete radio e di trasporto,
miglioramento della user experience, risparmio energetico, eﬃcienza economica.
3
Le tecnologie identificate in
RAN per la Release
sono le
seguenti:
 Uso massivo di small cells
(pico e femto) con gestione
dell’interferenza tra livelli
diversi in reti eterogenee,
ottimizzazione della mobilità, aggregazione di portanti di celle diverse, ecc.
 Multi-Antenna/sito
D
MIMO/beamforming;
CoMP/MIMO (vedi capitolo su LTE Advanced).
 Interlavoro radio con il
WiFi.
 Nuove procedure per supportare diverse tipologie di
traffico e ridurne il carico di
segnalazione.
 Nuove funzionalità per
M M (Machine to Machine)
e SON (Self Organizing Network).
Sempre in Release
i gruppi SA/CT si occuperanno invece di:
 Ottimizzazioni della segnalazione di rete a supporto dei terminali che
scambiano frequentemente
piccole quantità di dati, o
soluzioni per la riduzione
del consumo di batterie,
per applicazioni M M o per
Standard Radiomobili
27
applicazioni residenti su
smartphone.
 Estensioni alla piattaforma
di Policy Control & Charging per terminali fissi attestati ad un Residential Gateway (modem-router WiFi).
 Miglioramento delle policy di
selezione degli accessi WiFi
(es. per poter decidere il passaggio su un’altra tecnologia
radio in caso di sovraccarico
di quella di partenza), con
possibilità da parte dell’Operatore di influenzare la selezione dell’interfaccia (fisica
o logica) del terminale più
opportuna.
In ambito SA tra le novità di rilievo per Release
rientrano
inoltre i servizi di prossimità
ProSe (Proximity Services) per
abilitare discovery e comunicazione diretta tra due o più
terminali LTE (Direct Mode)
anche in assenza di rete. Il
completamento della Release
è previsto per giugno
e si attendono prodotti commerciali non prima della se■
conda metà del
28
Easy LTE
4
Ecosistema LTE
C
on il termine Ecosistema
LTE si intendono elementi quali: la rete mobile, i terminali, le piattaforme
di servizio e le applicazioni che
interlavorando secondo dinamiche innovative e virtuose
porteranno a un cambiamento dello scenario di mercato e
a servizi sempre più evoluti e
diﬀusi.
lo sviluppo di nuovi scenari di
business (cfr. figura . ).
Ultravelocità mobile non è
solo innovazione tecnologica,
ma soprattutto garanzia di una
Quality of Experience di alto
livello attraverso una rete capace di oﬀrire servizi di qualità e sicuri nell’accesso al monFigura 4.1 - Dispositivi, contesti,
servizi abilitati da LTE
4.1 Perché LTE
LTE
Video
Multimedia
Entertainment
s
book
t Net
Table divice
CE
Sa Sma
ide
Div tution fety A rt Ci
l
a
it
ti
uto ties
Dig Subs
mo
d
tiv
iF xe
e
Inter M2M
net o
f Thi
ng
Le telecomunicazioni personali sono sempre più pervasive e
always on: la maggior parte del
traﬃco dati è generato dal video on line e dal web browsing.
La tecnologia LTE rappresenta un ulteriore abilitatore per
l’accesso di mobile application
su smartphone e tablet e per
4
do delle applicazioni mobili.
LTE, con le sue elevate prestazioni e dispositivi innovativi, abilita sia il traﬃco UBB
(Ultra Broad Band) sia applicazioni sempre più avanzate
(Video HD e D, Videoconference HD, e-health, automotive, real time multi player gaming,…) e applicazioni M M
(Machine to Machine).
4.2 LTE come asset
competitivo
La GSA (Global mobile Suppliers Association) ha confermato che LTE è la tecnologia
mobile con lo sviluppo più rapido a livello mondiale.
I continenti più attivi nel lancio
di LTE sono stati il Nord America, in particolare USA e Canada (gli operatori di riferimento
sono Verizon Wireless, AT&T
e Metro PCS) e Asia (NTT-DoCoMo, Korea Telekom). Segue
poi l’Europa in cui i primi servizi LTE sono stati lanciati in
Svezia e Germania (rispettivamente TeliaSonera, Vodafone e
Deutsche Telekom); in Italia il
lancio di TIM e di Vodafone è
avvenuto a fine
.
Ecosistema LTE
29
Per diﬀerenziarsi dalle oﬀerte
G, molti operatori hanno deciso di creare delle oﬀerte premium o sub-brand dedicato a
LTE e di pubblicizzare quindi
le oﬀerte con un logo nuovo in
cui compare quasi sempre la
dicitura G, con slogan o immagini che evocano dinamicità e velocità.
Anche i terminali stanno diventando sempre di più dei
driver e degli abilitatori di
nuovi servizi in diﬀerenti contesti. Ad esempio nell’ambito dell’intrattenimento e del
multimedia stanno diﬀondendosi sempre di più i device dedicati all’in-car entertainment,
le nuove game console touch
screen, le digital camera con
SIM incorporata. Nel mercato stanno entrando anche
i rollable display o i flexible
screen o ancora dispositivi
dedicati all’ambito sanitario
per la misurazione da remoto
di parametri vitali (pressione
sanguigna, battito cardiaco,…)
che permettono al paziente di
inviare a un centro servizi specializzato i risultati delle rilevazioni.
I dispositivi stanno inoltre
evolvendo verso l’IoT (Inter-
30
Easy LTE
net of Things). In particolare si
stanno diﬀondendo una serie
di applicazioni nell’ambito del
M M che trovano attuazione
ad esempio nella logistica, per
il monitoraggio della merce anche per immagini e nel controllo del traﬃco; nella security,
per la sorveglianza e la visualizzazione da remoto di edifici/
abitazioni o zone di particolare
interesse delle nostre città. È
quindi chiaro che l’introduzione di tecnologie LTE in questi
contesti permetta maggior prestazioni, in termini di velocità
di trasferimento dati e qualità
del servizio.
L’ecosistema costituito dalla rete, devices e piattaforme
abilitate da LTE, porterà ad un
cambiamento dello scenario
di mercato e ad applicazioni
sempre più evolute e pervasive. Infatti i dispositivi, sempre
più service driven, permetteranno una forte crescita del
traﬃco mobile broadband in
tutto il mondo. La tecnologia
LTE rappresenta quindi un key
asset per accompagnare la crescita del traﬃco e lo sviluppo
di servizi sempre più avanzati.
Attualmente il revenue mix
per il mercato mobile è ba-
sato essenzialmente su voce
e SMS e la restante parte sui
servizi internet. Lo scenario
dei ricavi però sta cambiando rapidamente e il trend nel
medio periodo vedrà una decrescita dei servizi voce e SMS
soprattutto nei mercati saturi,
mentre i dati e le nuove applicazioni traineranno la crescita
dei ricavi.
Per i servizi innovativi si prevede una sempre maggiore
diﬀusione dei servizi cloud
basati su storage centralizzato e accesso multidevice (PC,
smartphone, tablet, Smart TV,
Game Console); una continua
crescita del mondo delle mobile apps e del cloud gaming
e naturalmente anche dei servizi di Rich Call (come instant
messaging, file sharing & video
sharing), servizi, questi ultimi,
capaci di sfruttare al meglio le
ottime prestazioni di LTE soprattutto grazie alla contenuta
latenza. Per quanto riguarda i dati, invece, una grossa
leva sarà rappresentata dalla
sempre maggiore diﬀusione
di smartphone e tablet dotati
di connettività LTE. Il traﬃco
internet da dispositivi mobili
è in continua crescita e, come
4
accennato in precedenza, i dispositivi saranno abilitatori di
servizi di nuova generazione
che contribuiranno ulteriormente alla crescita del traﬃco
anche grazie alla diﬀusione
della tecnologia LTE.
Per quanto riguarda il posizionamento dell’oﬀerta LTE da
parte dei vari operatori ci sono
diﬀerenti strategie.
Alcuni operatori hanno investito nel lancio su larga scala del servizio LTE puntando
sulla copertura capillare della
popolazione e su un’oﬀerta aggressiva in termini di pricing.
Questo modello è adottato dagli operatori che vogliono favorire il passaggio veloce al G
cercando di guadagnare dall’offerta del traﬃco broadband G
e facendo economie di scala sui
dispositivi LTE.
Molti operatori hanno invece lanciato l’LTE come oﬀerta
premium, in cui hanno abbinato la connettività dati LTE
a smartphone/tablet oppure
in bundle a servizi di nuova
generazione come Rich Call,
Videomusic, Real Time Gaming. Il prezzo è di norma più
alto rispetto alla connettività
G, ma l’oﬀerta è più ricca.
Ecosistema LTE
31
Ci sono poi operatori che hanno puntato sulla sostituzione
fisso-mobile e cioè, valorizzando le prestazioni di LTE,
oﬀrono al cliente un servizio
ADSL-like, ma su rete LTE in
aree digital divide (cioè non
coperte dal broadband fisso).
Gli operatori che sostengono
questo modello di business si
rivolgono quindi a clienti in
aree digital divide, o a clienti
broadband fissi con profili di
consumo medio/basso che vogliono eliminare la linea fissa
e adottare unicamente il mobile.
In alcuni Paesi, gli Operatori
insieme alle Amministrazioni
Nazionali si sono avvicinati al
modello di business wholesale
con l’obiettivo di eﬀettuare il
deployment congiunto della
rete LTE ripartendo i costi tra
gli appartenenti al consorzio.
La connettività LTE viene offerta in modalità wholesale
agli operatori del consorzio
applicando a tutti le stesse tariﬀe, consentendo di fornire i
servizi LTE in Paesi dove non
sarebbe economicamente sostenibile implementarne l’infrastruttura da parte di un solo
Operatore ■
32
Easy LTE
5
Realizzazione Rete Cellulare
L
a realizzazione della rete
radiomobile comprende
le fasi di progettazione,
dispiegamento e ottimizzazione continua, valorizzando le
gamme di frequenza a disposizione dell’operatore e utilizzando strumenti e metodologie in grado di rispondere
velocemente alle nuove esigenze introdotte dall’evoluzione
tecnologica.
5.1 Frequenze
Una caratteristica essenziale
delle frequenze impiegate per
la trasmissione radio è che la
loro pervasività diminuisce
all’aumentare della frequenza
nella gamma, per cui una cella che utilizza gamme alte può
coprire un’area più piccola ri-
spetto a una cella operante in
gamme basse, come schematizzato qualitativamente nella
figura . .
Si ricorda che nella modalità di
trasmissione FDD (Frequency
Division Duplexing) il collegamento nella direzione dall’antenna al terminale DL (down
link) è realizzato su una banda
diversa da quella utilizzata per
la direzione opposta UL (up
link); invece in TDD (Time Division Duplexing) la banda è la
stessa per DL e UL, ma le due
direzioni si alternano nel tempo.
Con la Gara Frequenze di
Settembre del
TIM e Vodafone (vedi figura . ) hanno
acquisito la stessa quantità di
banda LTE FDD ( blocchi da
+ MHz a
MHz; blocco
5
Bassa Frequenza
Realizzazione Rete Cellulare
Media Frequenza
33
Alta Frequenza
Figura 5.1 - Copertura qualitativa al variare della gamma di frequenza
a
MHz e blocchi a
MHz). Wind si è aggiudicata
blocchi a
FDD (di cui uno
specifico, cioè adiacente al canale
del servizio televisivo)
e blocchi FDD nella banda a
Figura 5.2 - Assegnazione frequenze LTE a seguito della gara del settembre 2011
Telecom Italia
Vodafone
800 FDD
5 5
5 5
1800 FDD
5
5
2600 FDD
5 5 5
5 5 5
Wind
Tre
5 5
5
5 5 5
5
2600 TDD
5
5
15
Gamma (MHz)
Banda MHz
Blocco Specifico
15
34
Easy LTE
MHz ( è specifico). Tre
ha acquisito
blocco a
MHz e a
MHz, FDD (
blocchi da + MHz) e TDD
( blocchi da
MHz).
Le principali caratteristiche
delle bande LTE sono riassunte di seguito:
 Banda
MHz: garantisce
le migliori prestazioni in
termini di copertura e penetrazione indoor.
 Banda
MHz: offre prestazioni intermedie in termini di copertura e penetrazione indoor. In tale banda
è possibile utilizzare anche
frequenze prima utilizzate
per il GSM a
MHz.
 Banda
MHz è la gamma
con
caratteristiche
meno favorevoli in termini
di propagazione e penetrazione indoor e può quindi
essere impiegata efficientemente in hot spot.
La funzionalità di Carrier Aggregation consentirà di aggregare bande appartenenti
a gamme diverse, ottenendo
una banda equivalente di larghezza pari alla somma delle
bande elementari, con cospicui miglioramenti della velocità trasmissiva.
Dal punto di vista della progettazione radiomobile, ogni
banda di frequenza corrisponde ad un diverso insieme
di layers (strati) di copertura
sovrapposti, distinti, ad esempio, in base alla tipologia di
celle dispiegate (macrocelle,
microcelle, picocelle…).
La presenza di più layers sovrapposti porta a una maggiore complessità nella gestione
della rete, ma anche a una
maggiore flessibilità.
5.2 Progettazione Radio
A partire da un “data base”
geografico, posizionati i siti e
fissati i parametri radioelettrici (ad esempio puntamento, direttività dell’antenna),
si analizza la propagazione
elettromagnetica, alla base
della previsione di copertura,
mediante sofisticati modelli
di previsione elettromagnetica. Tale fase procede in modo
analogo per tutte le tipologie
di RAT (Radio Access Technology), tenendo conto dei parametri che influenzano la
copertura radioelettrica (ad
esempio la frequenza di lavoro). Sulla base delle previsioni
5
Realizzazione Rete Cellulare
35
Multi-RAT
Planning & Optimisation
Coverage prediction
Geographic Data Base
Figura 5.3 - Pianificazione/ottimizzazione multi RAT
di copertura, si considerano
le peculiarità di ogni RAT per
una pianificazione/ottimizzazione multi-RAT GSM/UMTS/
HSPA/LTE (cfr. figura . ).
Una maggiore qualità trasmissiva, espressa dal rapporto fra
la potenza del segnale utile e
la potenza del disturbo (rumore termico e interferenza),
consente una migliore qualità
della comunicazione, espressa
fondamentalmente dalla velocità di trasporto dell’informazione binaria (throughput). La
massimizzazione della qualità
e del throughput, in ogni caso,
richiede un’attenta ottimizzazione della rete radiomobile.
5.3 Ottimizzazione Radio
Per poter ottimizzare al meglio la rete di accesso radio
nella sua complessità, occorre
utilizzare insieme simulazioni per le parti di rete di nuova
progettazione, e misure per le
parti di reti già esistenti. Questo è l’ambito di sviluppo delle
metodologie e degli strumenti
di ottimizzazione radio (cfr.
figura . ), che si avvalgono
degli Operation Support Systems. In particolare, i parametri derivanti dalle funzionalità
di ottimizzazione sono caricati negli Element Manager degli apparati di rete attraverso
i sistemi di gestione a dispo-
36
Easy LTE
Planning &
Optimization Tools
KPls
analysis
Multi-RAT
Planning & Optimization
Operation Support
Systems
Operator’s Management
Systems
Parameters
Element Manager
Coverage prediction
Geographical DB
Network Elements
Figura 5.4 - Processo di Ottimizzazione Radio
sizione dell’operatore (Operator’s Management Systems).
Inoltre le funzionalità di ottimizzazione sono alimentate
da indicatori prestazionali KPI
(Key Performance Indicators),
provenienti dagli stessi sistemi di gestione.
5.4 Self Organizing
Network (SON)
Il paradigma SON (Self
Organizing Network), secondo
la definizione del GPP, prevede tre ambiti:
 Self-configuration: supporto a installazione e preconfigurazione del nodo per
semplificare il dispiegamento di rete.
 Self-optimization: supporto
alla supervisione dei KPI e
adattamento dei parametri
della configurazione per
raggiungere gli obiettivi di
prestazione assegnati.
 Self-healing: supporto al
riconoscimento di guasti
e ripristino automatico del
nodo oppure azioni compensative sui nodi adiacenti.
Tali funzionalità sono realizzate, in parte da algoritmi distribuiti resi disponibili dalle
manifatturiere negli elementi
di rete, in parte da algoritmi centralizzati, nel dominio
dell’operatore, con funzioni
di controllo degli algoritmi distribuiti (cfr. figura . ).
5
Centralized
SON
Features
Realizzazione Rete Cellulare
37
Multi-RAT
Planning & Optimization
SON
Operator’s Management
Systems
Distributed
SON
Features
Element Manager
Element Manager
Network Elements
Network Elements
SON
SON
Figura 5.5 - Funzionalità SON centralizzate e distribuite
Come esempio di Self-Optimization può essere citato l’algoritmo di ANR (Automatic
Neighbouring Relations).
Le Neighbouring Relations (relazioni di adiacenza) sono legami tra coppie di celle (Cella
X – Cella Y), configurati in rete
e necessari a garantire la continuità del servizio in mobilità
nel passaggio dalla cella X alla
cella Y e viceversa. In caso di
aggiunta di nuovi siti o di modifica dei siti esistenti, le rela-
zioni di adiacenza tra le celle
devono essere aggiornate. La
funzionalità di ANR, distribuita nei nodi di rete, consente di
eﬀettuare tale aggiornamento
in modo automatico o semiautomatico. Anche in questo
caso un sistema centralizzato
può agire come controllore,
forzando la presenza di relazioni importanti o impedendo
la creazione di relazioni non
utili alla mobilità ■
38
Easy LTE
6
Coesistenza e Colocazione
L’
immissione in rete di
ogni nuovo sistema radio deve tener conto sia
delle tematiche di coesistenza
sia di quelle di colocazione con
i sistemi preesistenti.
La coesistenza riguarda, in particolare, sia l’interazione tra
LTE e DVB-T (Digital Video Broadcasting–Terrestrial), sia quella tra LTE e i radar per la navigazione aerea.
La colocazione riguarda l’attivazione di LTE in un sito in
cui sono già in uso altri sistemi
radio.
6.1 Coesistenza LTE DVBT
Nella gamma degli
MHz,
le bande di frequenza assegnate per il servizio LTE derivano
dalla riassegnazione di parte
delle frequenze (digital dividend)
precedentemente in uso per la
TV analogica. La vicinanza tra le
bande LTE e DVB-T può dar seguito a varie forme di interazione.
La prima è l’interferenza da canale adiacente che si può manifestare a causa della modesta
separazione in frequenza fra i
due servizi, e che risulta tanto
più significativa quanto maggiore è il rapporto in ricezione
tra la potenza del segnale LTE e
quello DVB-T.
La seconda interazione fa seguito alla distorsione di un
segnale di livello elevato che
attraversi un amplificatore di
ricezione a larga banda, presente ad esempio nelle centraline di distribuzione condominiali (cfr. figura . ).
6
Gli attuali amplificatori televisivi, normalmente, amplificano oltre ai segnali della TV
digitale anche i segnali LTE allocati in bande ex TV analogica. Nel caso di un basso livello
del segnale DVB-T l’amplificatore deve fornire un alto guadagno di amplificazione, il che
lo porta a lavorare vicino alla
distorsione. Se l’amplificatore
riceve anche un segnale LTE di
livello elevato, evento probabile vista la numerosità dei siti
LTE rispetto a quelli TV, si può
verificare una distorsione tale
da inibire, nel caso estremo, la
ricezione TV.
In entrambi i casi di interazione
è risolutivo un filtro che selezio-
Coesistenza e Colocazione
ni la sola banda DVB-T da inserirsi dopo l’antenna di ricezione
televisiva e prima dell’amplificatore a larga banda.
La terza interazione, che si potrebbe verificare in circostanze
particolari, è quella causata da
terminali LTE nei confronti
del DVB-T; tale interferenza si
risolve allontanando il terminale dal decoder DVB-T.
6.2 Coesistenza LTE Radar
Nella gamma dei
MHz,
le bande assegnate agli operatori mobili per il servizio LTE
risultano adiacenti a quelle
impiegate per i radar di con-
Figura 6.1 - Impianto DVB-T, con filtro anti interferenza LTE inserito
Antenna LTE
Antenna DVBT
coax
39
Filtro
Amplificatore
di ricezione
40
Easy LTE
trollo del traﬃco aereo civile
e militare. Analogamente a
quanto esposto per la gamma
a
MHz, anche in questo
caso si può manifestare un fenomeno interferenziale.
La normativa esistente stabilisce i livelli massimi per i
segnali di altri sistemi radio,
quali quello LTE, ricevuti in
concomitanza con quelli radar. Tali livelli possono essere resi compatibili con quelli
accettati dal radar, già in sede
progettuale.
La principale tecnica di mitigazione a disposizione del
progettista è aumentare la selettività del ricevitore Radar
tramite opportuni filtraggi inseriti nella catena radio di ricezione. In aggiunta si può limitare la potenza in trasmissione
del segnale LTE e/o cambiare
il puntamento dell’antenna
LTE. In ultima istanza si può
ricorrere alla delocalizzazione
del sito LTE, aumentandone la
distanza rispetto al sito radar.
6.3 Colocazione LTE
L’attivazione di LTE in siti in
cui sono presenti altre tecnologie radio dello stesso opera-
tore o di più operatori, consente di contenere i costi e di
ridurre, in generale, l’impatto
architettonico.
La normativa relativa alle verifiche di conformità dei livelli
di esposizione ai campi elettromagnetici è stata rivista a
fine
, promuovendo tecniche di misure ed analisi previsionali più coerenti con i requisiti di esposizione a lungo
o a breve termine previsti dalla
legge. Con queste nuove modalità di verifica, è prevedibile
che la colocazione di LTE non
generi criticità nell’ottemperare i limiti sui campi elettromagnetici anche considerando
l’eﬀetto cumulativo del campo
elettromagnetico del nuovo
impianto LTE a quello degli
impianti preesistenti.
Per le verifica di conformità
alla normativa esistente, si utilizzano strumenti che impiegano modelli propagativi basati su parametri radioelettrici
e una grafica computerizzate
in grado di elaborare cartografia ad alta risoluzione ■
7
Core Network LTE
41
7
Core Network LTE
L
a nuova rete LTE rappresenta lo stato dell’arte
dell’evoluzione dei servizi
radiomobili in risposta alla crescente domanda di dati ad alta
velocità. Il processo di standardizzazione ha voluto cogliere,
da un lato le opportunità oﬀerte dalla diﬀusione capillare di
IP (Internet Protocol), dall’altro l’ampliamento dell’oﬀerta
dell’Operatore per nuovi servizi
(es. video, chat, conferencing,…).
7.1 Architettura LTE
In LTE (Long Term Evolution)
l’architettura CS e PS, presente
in GSM e UMTS, viene superata; la Core Network è completamente a pacchetto IP. LTE
comprende il nuovo accesso radio, l’E-UTRAN (Evolved UMTS
Radio Access Network), e una
nuova Core Network, l’EPC
(Evolved Packet Core) (cfr. Figura . ). Si noti che l’EPS è
spesso anche identificata dal
termine SAE (System Architecture Evolution), mentre l’EUTRAN viene anche indicato
con il termine LTE.
Tra le caratteristiche di rilievo
dell’EPS vi è l’interlavoro tra accessi GPP (GERAN, UTRAN e
E-UTRAN) e non- GPP (WiFi,
WiMAX, etc.), con continuità
del servizio tra le tecnologie
radio.
L’accesso radio è costituito da
un unico componente, l’eNB
(evolved NodeB) con ruolo assimilabile a NodeB e RNC congiunti. L’eNB interlavorando
con la CN e gli eNB adiacenti
è responsabile delle procedure
42
Easy LTE
Long Term Evolution
(Access Network)
Evolved Packet Core
(Core Network)
Repository
profilo cliente
HSS
LTE
eNodeB
GSM
x2
S1
Session
Manager
MME
LTE
eNodeB
PCRF
SGW
S1
PGW
Packet
Network
(APN)
Gestione
Traffico
IMS
MME
eNodeB
LTE
to HSS
eNodeB
MME
SGW
PCRF
PGW
HSS
IMS
evolved NodeB
Mobility Management Entity
Serving Gateway
Policy & Charging Rules Function
Packet Data Network Gw
Home Subscriber Server
IP Multimedia Subsystem
Figura 7.1 - Rete LTE (EPS)
radio verso il terminale per attivazione, handover e rilascio
della sessione. In particolare
nella procedura di handover,
gestita in autonomia dagli
eNB, i nodi gerarchici superiori sono coinvolti solo al termine della procedura per la notifica del cambio dell’eNB.
L’eliminazione del nodo di
controllo degli eNB (RNC),
spostando le funzionalità sia
sull’eNB, sia sui nodi di Core
Network consente una architettura più snella (Flat) per
conseguire l’obiettivo di minore latenza e maggior throughput.
7
L’eNB acquisisce inoltre la
funzione di security prima
responsabilità dell’RNC (vedi
capitolo sulla sicurezza), che
ha reso necessario il dispiegamento di un ulteriore elemento di rete (Secure Gateway) per
consentire la comunicazione
con protocollo sicuro IPSEC
nella tratta fra eNode B e Core
Network.
La Core Network EPC presenta una completa separazione
tra le funzioni di controllo e
quelle di trasporto, secondo
la stessa logica del Direct Tunnel del dominio PS G: lo split
funzionale rende più agevole il
dimensionamento e l’adeguamento di rete.
L’EPC è costituita dagli elementi funzionali di seguito
descritti.
MME (Mobility Management
Entity) è un nodo di controllo, con funzioni simili alla
componente di controllo del
SGSN: è responsabile delle
procedure di rete per l’autenticazione del terminale verso
il data base di rete HSS (Home
Subscriber Server), per l’instaurazione della connessione
(Connection
Management),
per il mantenimento e il rila-
Core Network LTE
43
scio delle connessioni stesse,
e per gli aspetti di mobilità
(Mobility Management) per i
quali riceve dall’eNB di destinazione la conferma dell’avvenuto handover. L’eliminazione
dell’RNC ha richiesto che l’MME gestisca anche l’invio del
segnale di chiamata (paging)
verso l’accesso radio, prima
demandato all’RNC.
SGW (Serving Gateway) è un
nodo di trasporto con funzionalità simili alla componente
di trasporto dell’SGSN: interlavora con il PGW (PDN Gateway) per il trasporto dei dati
dell’utente gestendo la mobilità dell’utente tra accessi GPP
(es. E-UTRAN e G/ G) e può
cambiare in funzione dell’eNode B di destinazione nella
procedura di handover.
PGW è un nodo di trasporto con funzionalità simili alla
componente di trasporto del
GGSN: è il nodo assegnato
dalla rete in dipendenza dal
servizio richiesto e, anche in
presenza di mobilità rimane lo
stesso per l’interconnessione
alle reti dati PDN (Packet Data
Network), sia interne al dominio dell’operatore sia esterne.
La rete seleziona il PGW in
44
Easy LTE
funzione dell’APN, memorizzato nel terminale, che
identifica il servizio richiesto
dall’utente. Il PGW assegna
un indirizzo IP al terminale di
utente durante la fase di attivazione del contesto dati conseguente alla richiesta di registrazione in rete dell’utente.
Tale indirizzo sarà utilizzato
dalla rete per le procedure terminate sull’utente e analogamente l’utente utilizzerà questo indirizzo per le procedure
da lui originate. Poichè in LTE
la fruizione dei servizi è prevista solo in un contesto a pacchetto, l’assegnazione degli
indirizzi IP è di tipo always on
e quindi l’indirizzo IP è asse-
gnato all’utente fintanto che il
terminale non venga spento. Il
PGW inoltre interlavora con il
PCRF per la gestione dell’utente in funzione del suo profilo.
PCRF (Policy and Charging
Rules Function) è il responsabile per le policy (di QoS,
charging, gating) su base
utente e servizio. Per attuare
tali politiche, il PCRF si avvale
della funzione di PCEF (Policy
and Charging Enforcement
Function) nel PDN GW.
HSS contiene le informazioni del profilo utente e di posizione e opzionalmente può
cooperare con l’HLR (p.es. acquisizione chiavi di autenticazione dell’utente).
Figura 7.2 - Migrazione delle funzionalità da UMTS a LTE
GGSN
PGW
User Plane
User Plane
SGW
SGSN
Control Plane
Paging
MME
RNC
User Plane Ciphering
NodeB
UMTS
eNodeB
Radio Access
LTE
7
Nella figura . si illustra la
migrazione delle funzionalità
nei nuovi nodi LTE.
7.2 Voce su LTE: CSFB,
VoLTE, SRVCC, IMS
Per l’erogazione dei servizi
voce nella rete LTE, con solo
dominio a pacchetto, esistono
opportune modalità per la migrazione graduale dalle soluzioni legacy nel dominio a circuito (CS) verso le piattaforme
più innovative, quali IMS (IP
Multimedia Subsystem).
CSFB
CSFB (Circuit Switched FallBack) è una soluzione temporanea che permette, prima
di instaurare la chiamata entrante/uscente, di forzare in
modo trasparente lo spostamento del terminale d’utente
dall’accesso radio LTE a quello
G/ G dove fruire del servizio
voce. L’SMS può essere recapitato direttamente su accesso
LTE.
VoLTE
VoLTE (Voice over LTE) è considerata la soluzione a regime
per un Voice over IP a qualità garantita con funzionalità
multimediali. La chiamata
Core Network LTE
45
voce viene fornita su EPS (che
oﬀre risorse di trasporto) mediante segnalazione basata su
protocollo SIP (Session Initiation Protocol) gestita dalle
funzioni del dominio IMS e
dalle piattaforme di servizio,
es. MMTel AS (Multimedia
Telephony Application Server)
come illustrato in dettaglio nel
capitolo sui servizi).
SRVCC
È da attendersi un lungo periodo per un’ampia diﬀusione
della copertura radio LTE. La
prestazione SRVCC (Single
Radio Voice Call Continuity)
garantisce la continuità della
voce quando il terminale passa
da una copertura a pacchetto
LTE, dove sta operando in VoLTE, a una copertura a circuito
G/ G; la procedura è stata
denominata Single-Radio per
evidenziare che nel passaggio
da LTE a G/ G i terminali,
equipaggiati con un solo ricetrasmettitore, non possono
operare simultaneamente sul
precedente e sul successivo accesso radio.
IMS
Per la fruizione su IP dei nuovi servizi e del porting degli
attuali (come già visto per la
46
Easy LTE
voce, con VoLTE), occorre l’introduzione del dominio IMS
(IP Multimedia Subsystem)
che consente il controllo della
chiamata, del profilo d’utente
e della qualità del servizio sottoscritta.
testazione (header), che serve
per funzioni di segnalazione
(sorgente, destinazione, tipologia del pacchetto, QoS
richiesta, lunghezza del pacchetto) e l’informazione da
trasportare (payload). Si costruiscono strutture stratificate: ad esempio il pacchetto
di livello i-mo (header i-mo
+ payload i-mo) costituisce il
payload per il livello i+ mo;
ogni livello superiore fornisce
7.3 Traffic Management
La trasmissione a pacchetto
utilizza strutture elementari
costituite da due entità, l’in-
5
5
3
3
Max ThPut
Traffic Volume (10 Mbit)
1
3
5
7
5
Max Data Volume
3
9
11
t (s)
[...]
Max ThPut Time Interval
Rearm Data Volume Counter
1
3 t (s)
Release Max Thput
1
Set Max Thput
Throughput (Mbit/s)
Figura 7.3 - Traffic Volume Capping
1
1
3
5
7
9
11
t (s)
[...]
1
3 t (s)
7
servizi al livello inferiore, l’insieme delle regole di servizio è
detto protocollo.
La Packet Inspection analizza
i pacchetti che transitano attraverso la core network per
determinarne gli aspetti rilevanti (sorgente, destinazione,
tipo di traﬃco, applicazione di
appartenenza) e stabilire quale politica di servizio adottare
per il loro trattamento.
Il Traﬃc Volume Capping è
una modalità per evitare l’uso della rete in modo oligar-
Core Network LTE
47
chico da parte di utenti che
generano moltissimo traﬃco.
Si definisce un volume di dati
Vmax (Mbit) che se non superato consente un Througput
(Mbit/s) senza limitazioni.
Quando si supera questa soglia, l’utente subisce una limitazione a Tputmax per la durata
di un tempo T assegnato, trascorso il quale il contatore di
volume si azzera, viene rimossa la limitazione di velocità e si
ricomincia il ciclo (cfr. Figura
. )■
48
Easy LTE
8
Accesso Radio
N
ella rete di accesso radio del sistema LTE,
denominata E-UTRAN
(Evolved UTRAN) sono impiegate tecniche innovative
che consentono elevate prestazioni in termini di velocità
informativa (throughput) e di
eﬃcienza spettrale (rapporto
fra velocità informativa e banda occupata). Da notare che
anche in uplink il throughput
è molto alto e la latenza bassa,
abilitando così servizi ad elevato grado di interattività.
8.1 Accesso Multiplo
La tecnica di accesso multiplo OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) costituisce un’evoluzione
dell’FDMA (Frequency Division
Multiple Access) dove la banda
viene suddivisa in canali separati da una banda di guardia
all’interno dei quali vengono
trasmessi gli spettri dei segnali
relativi ai vari flussi informativi
(Cfr Figura . a). La minimizzazione dell’interferenza reciproca fra gli spettri è garantita
dalla banda di guardia e per
analogia geometrica si dice che
i vari segnali associati agli spettri sono tra loro ortogonali cioè
non si vedono tra loro. Fissata la
banda totale B e detta b la banda
di un canale, al centro del quale
si trova ciascuna sottoportante,
si disporrà di un numero di canali pari a NFDMA=B/b.
Con l’OFDMA si può tollerare una sovrapposizione tra
gli spettri, grazie al mantenimento della proprietà di or-
8
Accesso Radio
49
FDMA (a)
Ch1
Ch2
Ch3
Ch4
Ch5
Ch6
Canale di banda b
Banda Totale B
Ch7
Ch8
Ch9
Ch10
frequenza f
OFDMA (b)
Spettro
Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 Ch6 Ch7 Ch8 Ch9 Ch10 Ch11 Ch12 Ch13 Ch14
frequenza f
Figura 8.1 - Schematizzazione qualitativa degli accessi FDMA e OFDMA
togonalità provvisto da una
scelta opportuna della spaziatura delle sottoportanti e
della durata dei simboli informativi che le modulano,
ottenendo così nella stessa
banda B un numero di canali equivalenti NOFDMA>
NFDMA come rappresentato
qualitativamente in Figura
. b. Tutto ciò consente un
aumento dell’eﬃcienza spettrale dell’OFDMA rispetto all’FDMA potendo trasmettere
più informazione nella stessa
banda. L’OFDMA è utilizzato
in LTE per il DL.
I vantaggi principali dell’
OFDMA sono qui riassunti:
 Attivazione adattativa delle sottoportanti: si possono attivare o disattivare le
sottoportanti in funzione
della qualità del canale radio in loro corrispondenza
e quindi della possibilità di
veicolare l’informazione in
forma più o meno corretta.
50
Easy LTE
 Equalizzazione
adattativa di facile implementazione. Il segnale ricevuto
può presentare distorsioni
dell’andamento in frequenza (spettro); occorre quindi compensare (equalizzare) periodicamente queste
eventuali
degradazioni
dopo averle stimate. L’equalizzazione è agevole perché,
vista la modesta banda di
ciascuna sottoportante, la
variazione di forma introdotta dal canale radio è approssimabile con un tratto
rettilineo (in frequenza) di
valore opportuno e quindi di facile compensazione.
Questo processo avviene ad
intervalli di tempo prefissati, permettendo di “inseguire” le variazioni propagative.
 Banda scalabile: le bande sono , , , ,
,
,
MHz; rendendo così flessibile l’impiego di LTE in varie canalizzazioni a livello
mondiale.
 Aggregazione di banda: nel
sistema LTE Advanced (vedi
in seguito) è prevista l’aggregazione di banda con un
aumento del throughput e
della capacità.
 Modulazione
adattativa
con obiettivo la massimizzazione del throughput. In
condizioni di canale radio
ad alta qualità si utilizzano modulazioni molto efficienti, ma più vulnerabili.
In condizioni di canale radio a bassa qualità si utilizzano modulazioni meno
efficienti perché, per la loro
robustezza, vanno incontro
a pochi errori.
Le modulazioni impiegate
sono la QAM, la
QAM e la
QAM (Quadrature Amplitude Modulation) con eﬃcienza spettrale crescente pari a ,
, [bit/s/Hz] e vulnerabilità
crescente in quanto i segnali modulati sono più vicini e
quindi i disturbi tendono più
facilmente a farli equivocare
(cfr. Figura . ).
In UL, LTE utilizza SC-FDMA
(Single Carrier FDMA), di minore eﬃcienza spettrale, ma
più adatta all’amplificazione
da parte dei terminali.
8.2 Scheduling
La banda è suddivisa in sottobande (SB) assegnate alle
connessioni gestite dallo Sche-
8
Accesso Radio
immunità agli errori
immunità agli errori
velocità informativa
velocità informativa
11
10
00
01
1100
dmin
dmin
1101
51
11011
110111
dmin
Figura 8.2 - Costellazione delle modulazioni LTE 4 QAM, 16 QAM, 64 QAM
duler; la SB è assegnata per
multipli di TTI (Transmission
Time Interval) ( ms) come
dalla figura . .
Si utilizzano (cfr. Figura . )
trame di
ms, suddivise
in
sub-frame con ciascun
sub-frame composto da due
Figura 8.3 - Scheduling OFDMA
Frequenza
conn1
conn2
conn3
conn4
conn5
Sottobanda
TTI
Tempo
Easy LTE
RE Resource Element
Trama 10 ms
SF 0
SF 1
SF 2
SF 3
SF 4
SF 5
SF 6
SF 7
SF 8
SF 9
12 sotto portanti
52
TS TS
0 1
Sub frame 1 ms
Time slot 0,5 ms
TS
7 simboli
PRB Physical Resource Block
Figura 8.4 - Struttura OFDMA LTE
time slot da . ms e composto di
simboli OFDM. Il RE
(Resource Element) è costituito da una sottoportante e
un simbolo di informazione
QAM/ QAM/ QAM, ( ,
o bit per simbolo). Un set di
sottoportanti ( x
kHz=
kHz) e
simboli è detto PRB
(Physical Resource Block) e costituisce l’entità di riferimento
per molte procedure.
8.3 MIMO Multiple Input
Multiple Output
Si utilizzano sistemi di antenne multiple, N connesse
all’ eNodeB e M al terminale,
che consentono significativi
miglioramenti di capacità e/o
copertura.
Sistemi di antenna
La terminologia per le antenne
è quella di figura . in cui si
utilizzano N= e N= antenne,
sempre con una sola antenna trasmittente nel terminale
mobile.
Per contenere gli ingombri in
orizzontale, nello stesso involucro si realizzano più antenne
radioelettriche.
Il MIMO consente due scenari
applicativi di riferimento con
casi intermedi (cfr. figura . )
 Spatial Multiplexing: in bassa interferenza si inviano
su percorsi spaziali scorrelati N flussi informativi indipendenti (N numero delle
antenne):
 Space Frequency Coding: in
alta interferenza si inviano
8
SISO Single Input Single Output
Accesso Radio
53
SIMO Single Input Multiple Output
RX diversity
HSPA
MISO Single Input Multiple Output
MIMO Multiple Input Multiple Output
TX diversity
LTE
HSPA
HSPA
Figura 8.5 - Terminologia dei sistemi di antenna
in “parallelo” con opportuna
precodifica N flussi con mi-
glioramento del C/I al ricevitore sfruttando la disponibili-
Figura 8.6 - Spatial Multiplexing e Space Frequency Coding
*
Space Frequency Coding
inf
o1
inf
o1
inf
o1
inf
o2
Spatial Multiplexing
54
Easy LTE
tà in ricezione della “somma”
dei segnali trasmessi (guadagno di diversità).
8.4 Prestazioni
L’equazione di Shannon stabilisce un legame fra la capacità
informativa massima C (bit/s),
trasportabile da un canale singolo di banda B (Hz) e con un
rapporto SNR fra la potenza
del segnale e quella del rumore. (cfr. Tabella . )
L’equazione è conforme al caso
di canale singolo costituito da
un’antenna in trasmissione
e una in ricezione, ovvero il
canale SISO di tabella, dove
si indicano anche le generalizzazioni dell’equazione di
Shannon ad altri tipi di canale.
Per un agevole confronto fra le
prestazioni, fissati i parametri
B e SNR si è valutato il rapporto G fra la capacità di ogni
sistema e quella del sistema
SISO, si evidenza la superiorità dello schema MIMO ■
Tabella 8.1 - Capacità Asintotica di Sistemi MIMO
C = B · log2 (1+SNR) (bit/s)
Metodo
Capacità bit/(s·Hz)
B = 1 Hz
SNR=15 N=2
G
B = 1 Hz
SNR=3 N=2
G
SIMO
B · log2(1+SNR)
≈4
1
≈2
1
Diversità (1·N o N·1)
B · log2(1+SNR·N)
≈5
1,25
≈3
1,5
Diversità (N · N)
B · log2(1+SNR·N·N)
≈6
1,5
≈4
2
Multiplexing(MIMO)
N · B · log2(1+SNR)
≈8
2
≈4
2
C
B
SNR
G
Capacità bit/s
Banda [Hz]
Signal to Noise Ratio
Guadagno di capacità rispetto al SISO
9
Rete eterogenea
55
9
Rete eterogenea
L
’esistenza di una rete eterogenea consistente di
più standard tecnologici
operanti in gamme diverse, se
da un lato introduce una complessità, dall’altro, se ben gestita, permette anche un’elevata
flessibilità.
In Figura . è rappresentato
un esempio di rete eterogenea
con tre tecnologie di accesso radio (RATa, RATb, RATc),
cinque gamme frequenziali
da (G , G , G , G , G ) a frequenze crescenti, con macrocelle, microcelle e picocelle.
Figura 9.1 - Esempio di Rete Eterogenea
Tecnologie di accesso radio
Gamme Frequenziali
G1*
G2
G3*
G4
G5
RATc
RATb
RATa
macro, micro, picocella
G* Gamma pluritecnologia
56
Easy LTE
La rete eterogenea consiste,
per ogni area, in una pluralità
di RRP (Radio Resource Pool)
costituiti da una varietà di
RAT (Radio Access Technologies), layer frequenziali, tipologie di stazioni base: Macro,
Micro, Pico e Femto (potenze
decrescenti) da impiegare sinergicamente tramite una gestione congiunta delle risorse
radio detta CRRM (Common
Radio Resource Management).
Alcuni esempi di criteri di
controllo in ottica CRRM sono
il Traﬃc Steering, che smista
le diverse tipologie di traﬃco
verso specifici RRP secondo
determinati obiettivi di servizio e il Load Balancing, che
bilancia il carico tra RRP per
un guadagno complessivo di
prestazioni. In generale le
azioni di CRRM possono essere espletate in diversi momenti: in Idle, ossia in assenza
di comunicazione, si può far
“accampare” il terminale su un
RAT prefissato; al Call Setup,
secondo il servizio richiesto,
Figura 9.2 - Esempi di Traffic steering in idle e connected mode
strategia di camping
idle mode
redirection
connected mode
strategia di
traffic steering
strategia di
traffic steering
layer 2
layer 1
directed retry
handover
Le procedure in connected mode possono tener conto del servizio e del carico del layer
9
si instrada la chiamata verso
l’RRP opportuno. In connessione si può, eventualmente,
eseguire un handover per gestione del traﬃco.


9.1 Procedure a supporto
del CRRM
Le procedure radio che abilitano le diverse strategie di
controllo sono descritte di seguito:
 Camping: è l’operazione di
attestazione alla rete quando il terminale è in stato idle
(acceso ma senza chiamate
in corso). Il terminale riceve
le informazioni di controllo previste nello stato idle
dalla cella cui è accampato
e, al momento di instaurare
una chiamata, la instaurerà
verso tale cella. La cella su
cui fare camping viene scelta in base alle procedure di
selezione e riselezione di
cella. La scelta del RAT per
il camping successivo alla
prima selezione segue principalmente le priorità indicate dalla rete invece che la
sola qualità radio dei diversi layer. Con l’introduzione
di LTE le priorità dei diversi



Rete eterogenea
57
RAT possono essere configurate in modo diverso per
i singoli utenti.
Call Set Up: è l’operazione di
attivazione della chiamata.
Directed Retry: è la procedura che, in fase di attivazione
della chiamata e non appena instaurata la connessione di segnalazione con la
cella corrente, permette di
re-indirizzare la chiamata
verso un’altra cella senza
rilasciare il collegamento di
segnalazione.
Redirection: è la procedura
che, in fase di attivazione
della chiamata, e non appena instaurata la connessione di segnalazione, permette il reindirizzamento verso
un’altra cella rilasciando la
connessione di segnalazione già attiva.
PS handover: assicura la
continuità di servizio. Richiede interlavoro tra CN
e accesso, GPRS/UMTS e
LTE. Oltre ai criteri radio,
può sfruttare informazioni
del profilo d’utente.
CSFB (CS Fallback): è la funzionalità che permette alla
rete di instaurare su GSM o
UMTS le chiamate vocali ri-
58
Easy LTE
chieste in LTE che coinvolgono terminali multimodo
LTE- G- G, quando il servizio voce è supportato solo
nel dominio a circuito.
9.2 Scenari inter RAT
I fattori che influenzano
una determinata strategia di
CRRM sono riportati in figura
. .
In base alle caratteristiche del
terminale e al profilo d’utente,
alla tipologia di copertura disponibile, allo stato di carico/
interferenza della rete, è possibile in linea di principio definire la scelta ottimale del RRP
sul quale far accampare il terminale e successivamente, anche in funzione della tipologia
di servizio richiesto, determinare le risorse radio sulle quali
trasferire la connessione.
Di seguito sono descritti alcuni esempi di strategie CRRM.
 Accesso a E-UTRAN: i terminali multimodo vengono
fatti accampare preferenzialmente su E-UTRAN
dove viene effettuato il call
setup al momento dell’instaurazione del servizio.
L’handover viene eseguito
verso UTRAN o GERAN o
per perdita di copertura EUTRAN o, qualora necessa-
Figura 9.3 - Fattori che influenzano la scelta di cella/tecnologia su cui attivare il
servizio
Servizi e
QoS
RAT
disponibili
Caratteristiche
del terminale
Preferenze
dell’operatore
selezione di
RAT e di cella
RAT
supportati
Carico
di cella
Profilo
d’utente
Interferenza
al terminale
9
rio, per gestire ad esempio
eventuali sovraccarichi su
E-UTRAN (nel caso di servizi supportati anche dalle
reti legacy). Per il servizio
voce si può ricorrere al già
citato CSFB.
 Accesso a UTRAN e servizi
dati su E-UTRAN: un’altra
opzione prevede la possibilità di far effettuare ai terminali multimodo il camping su UTRAN, al fine di
sfruttare, nelle fasi iniziali,
la miglior copertura delle
reti legacy oppure con l’obiettivo di preservare le risorse LTE per i soli servizi
dati pregiati. Al momento
dell’instaurazione del servizio, il terminale viene
mantenuto su UTRAN se si
tratta, ad esempio, di servizio voce o a basso bit-rate,
oppure viene spostato su
LTE (mediante redirection
o PS handover).
 Camping selettivo: il camping selettivo permette l’ap-
Rete eterogenea
59
plicazione di una strategia
differenziata tra i terminali
già in fase di camping, in
funzione delle caratteristiche del terminale (ad esempio voice capable o data centric) e del profilo d’utente
(sottoscrizione voce CS o
VoIP su LTE). I terminali
data centric o con VoIP possono essere fatti accampare
preferenzialmente su LTE
mentre i terminali con voce
CS su UTRAN. Una volta
che il terminale ha accesso alla rete, la connessione
viene mantenuta sul RAT
di partenza, ma può anche
essere ridiretta su un altro
RAT in funzione del servizio attivo, ad esempio, da
UTRAN a LTE se il terminale effettua una connessione dati.
Chiaramente, essendo gli algoritmi di CRRM proprietari,
la loro disponibilità ed eﬃcacia dipende da quanto fornito
dai costruttori ■
60
Easy LTE
10
LTE-Advanced
L
TE-Advanced rappresenta l’evoluzione di LTE che
consentirà un miglioramento delle prestazioni trasmissive in termini di throughput e latenza, anche grazie
all’introduzione di architetture
di rete e sistemi di antenna sempre più avanzati ed eﬃcienti.
10.1 Sistemi di
trasmissione multi
antenna MIMO
Gli schemi MIMO, presenti sin
dalla prima versione dello standard LTE, in LTE-Advanced,
sono stati migliorati i per aumentare il throughput:
 massimo: attraverso il MIMO
fino a antenne in Tx e Rx in
DL e antenne in Tx e Rx in
UL;
 medio: tramite il Beamforming (cfr. Figura
. ) che focalizza il segnale da terminale a eNodeB e viceversa,
aumentando così il livello
del segnale utile e riducendo
l’interferenza.
L’eﬃcienza spettrale è stata
ulteriormente
incrementata
con il MU-MIMO (Multi-User
MIMO), dove grazie allo SDMA
(Space Division Multiple Access) le informazioni dirette a
utenti diversi sono trasmesse
simultaneamente sulle stesse
risorse fisiche.
I sistemi radianti evolvono verso un avvicinamento dei moduli a radio frequenza all’antenna (cfr. Figura
. ).
10
LTE-Advanced
eNodeB
Beam Ue1
Beam Ue2
Ue1
Ue2
Figura 10.1 - Beamforming
Antenna Passiva
Antenna Passiva
Antenna Attiva
RF
RF
RF
Feeder Coax
BB
Coax
RF
BB
Remote
Fiber Optic
Fiber Optic
e-node B
BB
BB
Main
Convenzionale
Main Remote
Figura 10.2 - Evoluzione delle tecnologie di antenna
Main
Antenna Attiva
61
62
Easy LTE
I tipi di architettura sono essenzialmente tre.
 Architettura Passiva canonica: con l’eNodeB connesso tramite un cavo coassiale
in rame ( feeder) a un’antenna passiva, il cui angolo di
inclinazione (Tilt) può essere variato elettricamente
da remoto attraverso il RET
(Remote Electrical Tilt).
 Architettura Split: in cui i
segnali generati da un modulo digitale di banda base
(main) sono trasmessi in
fibra a un’unità attiva (remote) posta in prossimità
dell’antenna, che genera
e amplifica il segnale a RF
da inviare in antenna. Rispetto all’architettura precedente si eliminano così
le perdite di segnale dovute
all’attenuazione del feeder
in rame; il RET è lo stesso
e le prestazioni in ricezione
sono equivalenti a quelle
dell’architettura canonica.
La parte attiva non è distribuita sugli elementi radianti, che non svolgono quindi
funzioni di Digital Beam
Forming.
 AAS (Active Antenna System) costituita da un modulo remoto (main) connes-
Figura 10.3 - Antenna AAS per siti esasettoriali con due fasci verticali per settore
eNodeB
Beam Ue1
Beam Ue2
Ue
Ue
10
so in fibra a una antenna
in cui la generazione della
radio frequenza, l’amplificazione e l’emissione sono
integrate. In tal caso, oltre a
evitare la perdita dei feeder,
si possono creare (Digital
Beam Forming), varie celle
in verticale e in orizzontale
(cell-splitting), aumentando
la capacità. Con riferimento
alla figura . si osservano
per ogni settore due fasci
verticali con differenti angoli di tilt.
LTE comporta un eventuale
aﬃancamento o sostituzione
di antenne a
,
e
LTE-Advanced
MHz; in particolare sono disponibili AAS multi banda, attive (A) su una banda e passive
(P) su un’altra con risparmi di
ingombri e consumi.
10.2 Relay Nodes
Le prime tecniche di relaying
risalgono agli anni Settanta e
consistevano in un sistema di
comunicazione con tre nodi,
dal nodo S (Source), al nodo
D (Destination), attraverso
il nodo R (Relay) (cfr. figura
. ). Il ripetitore R, compensando l‘attenuazione di propagazione fra S e R, consente di
Figura 10.4 - Impiego dei Relay Nodes
Relay Backhauling
Relay Backhauling
Relay
Ue
eNodeB
Ue
Coverage Estension
Relay
Ue
63
eNodeB
Ue
Ue
Capacity Increase
Ue
64
Easy LTE
aumentare la copertura e/o la
capacità R; questo ha prestazioni che dipendono sia dal
tipo di ritrasmissione prevista
(Amplify and Forward, Decode
and Forward,…) sia dall’intelligenza a bordo (PHY, MAC,
packet scheduling,…). Per il
backhauling di R si utilizza la
stessa banda e interfaccia radio dell’eNB (donor); ciò ne facilita l’uso per coperture pico/
micro.
I relay sono inoltre impiegabili
per il backhauling radio di siti
macro in aree Digital Divide,
nonché come terminali d’utente per fornire connettività
broadband.
LTE-A, dalla Release
, prevede Relay Nodes con intelligenza pari a quella di un eNB.
10.3 COMP, ECIC, CA
CoMP (Coordinated Multi
Point)
Nel CoMP il segnale viene
trasmesso e ricevuto da punti
che agiscono in modo coordinato aumentando il livello del
segnale utile e diminuendo
quello dell’interferenza (cfr
figura. . ) specialmente a
bordo cella in scenari eteroge-
nei dove la coesistenza di siti
macro e siti pico è particolarmente onerosa
Le tecniche CoMP previste dal
GPP a partire dalla release
sono:
 CS (Coordinated Scheduling)
o CB (Coordinated Beamforming): i punti trasmissivi si
coordinano per massimizzare il segnale utile ricevuto dall’utente e ridurre
l’interferenza verso gli altri
utenti;
 DPS (Dynamic Point Selection): per ogni utente viene
istantaneamente selezionato il punto trasmissivo più
adatto per ottimizzare le
prestazioni nel sistema;
 JP (Joint Processing) in DL
il terminale riceve da più
punti
trasmissivi
(Joint
Transmission) o in UL il segnale trasmesso dal terminale è ricevuto a più punti
ricevente (Joint Reception).
In entrambi i casi la ricombinazione del segnale al ricevitore aumenta la qualità
dello stesso.
In uplink sono possibili soluzioni CoMP intra-sito, con
scheduler centralizzato, che
permettono ricezione a can-
10
LTE-Advanced
65
eNodeB3
Ue3
eNodeB2
eNodeB1
Link in Comp
Ue1
Ue2
Figura 10.5 - Tecniche di trasmissione coordinata (CoMP)
cellazione di interferenza fra
le celle del sito.
Nella Release
, è previsto lo
studio di tecniche CoMP per il
coordinamento anche tramite
interfaccia X e sue evoluzioni.
eICIC (Enhanced Inter-Cell Interference Coordination)
L’eICIC, introdotto sin dalla
release
, permette di aumentare le prestazioni in scenari eterogenei, con coesistenza di siti micro/pico con siti
macro. Si instaura un coordinamento, tramite interfaccia
X , tra il nodo macro (aggressor) e alcuni nodi pico (victim)
posti in copertura macro per
minimizzare l’interferenza del
nodo macro verso gli utenti attestati ai nodi pico.
Per far questo si devono introdurre:

ABS (Almost Blank Subframes), particolari trame
radio all’interno delle quali
il nodo macro non trasmette, fornendo ai nodi pico
l’opportunità di servire gli
utenti più interferiti

CRE (Cell Range Expansion),
fattore di sbilanciamento,
che permette di favorire
il collegamento con i nodi
pico, anche se non caratterizzati da segnale realmente favorevole.
66
Easy LTE
La versione di Rel.
è adatta anche per terminali senza cancellazione; pertanto si
considerano CRE non elevati. In release
l’evoluzione,
denominata feICIC (further
enhanced ICIC), è pensata per
CRE elevati con anche segnalazione in DL a supporto della
cancellazione.
La CA permette sia di aumentare il throughput di picco sia
una gestione flessibile della
banda in scenari eterogenei
macro/pico nel caso di layer
frequenziali diversi.
Sebbene dal punto di vista del
livello fisico lo standard permetta sin dalla release
di
considerare fino a
portanti
simultaneamente, per tenere
in conto dell’impatto che tali
nuove configurazioni hanno
sui requisiti dei terminali e
degli eNodeB nella release
sono stati standardizzati profili di CA solo per il downlink
Carrier Aggregation (CA)
In LTE-A la modalità di CA
consente di concatenare bande di larghezza diversa e allocate in gamme diverse (cfr.
figura
. ).
Figura 10.6 - Carrier Aggregation
Gamma X
1
2
3
Gamma Y
4
5
6
canale x [MHz]
1
canale y [MHz]
Gamma X
1
2
2
3
frequenza
Gamma Y
4
5
6
Banda 2x [MHz]
Carrier Aggregation
Banda 2x+y [MHz]
3
1
2
Banda y [MHz]
3
10
LTE-Advanced
67
e solo fino ad un massimo di
bande.
10.5 Efficienza
energetica
10.4 Evoluzione del
throughput
L’attenzione agli aspetti ambientali e il contenimento dei
costi di esercizio, spinge verso
l’aumento dell’EE (Eﬃcienza
Energetica), rapporto tra l’energia associata all’informazione e l’energia impiegata per
trasmetterla.
In figura
. si rappresenta una schematizzazione dei
consumi di un sito radio con
architettura indoor canonica,
a partire dal prelievo dell’energia dalla rete in alternata (AC),
In figura
. si rappresenta
l’evoluzione del throughput
in funzione del numero di antenne, delle bande utilizzate e
della categoria del terminale
(vedi capitolo sui terminali); si
noti come nel
siano previste velocità strepitose a fronte di una tecnologia complessa e di una banda disponibile
molto ampia.
Figura 10.7 - Evoluzione del throughput di picco LTE e LTE-A
MIMO Multiple Input Multiple Output
MIMO 2x2 DL
SIMO 1x2 UL
2012
73/25 Mbit/s
@ 10 MHz
cat3
MIMO 8x8 DL
MIMO 4x4 UL
MIMO 4x4 DL
MIMO 1x2 UL
MIMO DL x 2
110/37 Mbit/s
@ 15 MHz
cat4
2015
MIMO DL x 2
2020
2014
2015
2020
CA 10+10 MHz
CA 10+10 MHz
CA varie bande
150/50 Mbit/s
@ 20 MHz
cat4
300/75 Mbit/s
@ 20 MHz
cat5
3/1.5Gbit/s
@ 100 MHz
cat8
CA Carrier Aggregation
x/y Mbit/s = x Mbit/s DL; y Mbit/s UL
68
Easy LTE
alla conversione in continua
(DC) per l’alimentazione degli
apparati, alla generazione del
segnale a radio frequenza da
trasmettere in antenna. Orientativamente un sito radio a media capacità preleva dalla rete
in alternata qualche kW per
generare all’uscita dell’antenna
circa un centinaio di W.
Telecom Italia è attiva nel campo della EE in termini di svolgimento di misure, contributi
all’innovazione, partecipazione a progetti europei (EARTH,
METIS e iJOIN) e presidio de-
gli enti di normativa. Tutto ciò
raﬀorza la spinta verso i fornitori per il miglioramento della
EE degli apparati.
Oltre all’introduzione di LTE,
anche l’ammodernamento delle
tecnologie G e G con apparati più eﬃcienti è un’importante
azione per il miglioramento della EE. La minore dissipazione di
calore delle apparecchiature più
recenti consente, virtuosamente, una minore richiesta di climatizzazione e questo permette un maggiore utilizzo della
ventilazione (free cooling) nei
Figura 10.8 - Schema dei flussi di potenza in un sito radio architettura canonica indoor
PRF
Input AC Power
Antenna
Loss Power
RF Power
Feeder Coax
PFeeder
outdoor
indoor
PBH
PBatt
PAirCond
Backhauling
Battery
Air Conditioning
PAC
AC/DC Power Supply
& Distribution
PAC/DC
PTx
eNode B
PeNB
10
siti radiomobili rispetto al più
energivoro condizionamento
(air conditioning).
Le architetture main-remote,
che richiedono la climatizzazione solo per la parte in indoor riducono ulteriormente
la richiesta di energia elettrica
necessaria.
Per quanto attiene gli apparati il miglioramento della EE
fa seguito a: tecnologie radio
a basso consumo, modalità in
LTE-Advanced
69
stato di attesa (sleep mode in
idle mode), modalità di trasmissione discontinua in connessione DTX (Discontinuos
Transmission in Connected
Mode).
Per quanto riguarda la rete si
possono conseguire miglioramenti della EE attraverso
scelta opportuna del dispiegamento di rete, disattivazione
temporanea e selettiva di nodi
di rete ■
70
Easy LTE
11
Terminali LTE
I
terminali continuano il loro
percorso di miglioramento
della qualità trasmissiva, interattività e usabilità, supportati dall’evoluzione dei chipset
trasmissivi, sistemi operativi,
processori, display, batterie.
Gli smartphone rappresentano
i principali abilitatori di servizi
innovativi e di larga attrattiva.
11.1 Funzionalità
Per consentire il traﬃco anche
fuori copertura LTE la maggioranza dei terminali LTE, oltre
a quelle G, supporta almeno una di queste tecnologie:
HSPA, o HSPA+, o DC-HSPA
(DC Dual Carrier). A diﬀerenza dei terminali LTE per uso
dati (dongle, router, tablet), gli
smartphone devono oﬀrire an-
che il servizio voce. Come già
visto, questo sarà fornito inizialmente in modalità a circuito
con CSFB (Circuit Switched Fall
Back), ridirigendo la chiamata
voce verso il dominio a circuito
legacy; successivamente il servizio voce sarà svolto con VoLTE (Voice over LTE), in modalità nativa a pacchetto.
LTE è standardizzato per un
ampio insieme di bande di frequenza e ciò risulta sfidante
per la progettazione e realizzazione del sistema di antenna
di cui si presenta un esempio
concettuale per un terminale
LTE di un sistema multi RAT,
multi banda, MIMO x (cfr.
Figura . ).
Non potendosi tecnologicamente realizzare un terminale
LTE multi banda mondiale, si
11
WLAN
BlueTooth
Terminali LTE
71
GPS
Sub Antenna 2
L&M MIMO
Bands
Lower (L) GSM 900, UMTS 900, LTE 800
Middle (M) GSM 1800, UMTS 2100, LTE1800
Upper (U) LTE 2600
Main Antenna 2
L&M
Main Antenna 1
U
Sub Antenna 1
U MIMO
Figura 11.1 - Sistema di antenna (concettuale) terminale multi RAT, multi Band,
MIMO 2x2
opta per terminali LTE continentali; in assenza di conformità di banda LTE fra terminale e rete, il roaming avverrà
attraverso le reti legacy come
adesso.
Un punto di forza degli
smartphone è la disponibilità
del RAT WiFi, che supporta
un uso intenso di applicazioni/servizi che richiedono
un alto throughput, come
ad esempio il video streaming. Altre applicazioni a
minor throughput come localizzazione, e-mail o Internet browsing, vengono fruite
invece con la stessa intensità
sia quando la connettività disponibile è WiFi, sia quando è
cellulare ( G, G, LTE).
Video HD, streaming video
e audio, multitasking, web
browsing, giochi D, sarebbero diﬃcilmente supportabili
da un processore single core;
l’architettura multicore va incontro alla domanda crescente
72
Easy LTE
di prestazioni e di durata della
batteria. I primi smartphone
con processori dual core sono
disponibili dal
e quelli
quad core dal
; a breve
l’octal core.
Le manifatturiere si sono
concentrate nello sviluppo di
sistemi operativi innovativi e
aperti il cui successo dipende molto dalla loro capacità
di supporto di applicazioni
di terze parti. In alcuni casi i
sistemi operativi mobili sono
open source e quindi chiunque può contribuire al miglioramento del sistema operativo.
Le prime applicazioni erano
molto semplici e scritte con
linguaggi di programmazione
di base, attualmente si utilizza
la programmazione a oggetti
per lo sviluppo di applicazioni
più complesse e intuitive.
Il successo degli smartphone
è legato anche al display touchscreen. I contenuti video
attuali, fino a
frame/s, richiedono display con elevata
velocità di rendering, in modo
da renderne fluida la fruizione. Le attuali tecnologie a cristalli liquidi LCD (Liquid Crystal Display) e OLED (Organic
Light-Emitting Diode) in alcuni casi non sono più suﬃcienti
e si stanno aﬀacciando nuove
tecnologie più veloci. I display
degli smartphone sono diventati anche molto sensibili al
tocco per migliorare l’interazione. Oggi è possibile interagire con lo smartphone anche
toccandolo con le unghie, con
le dita coperte da guanti e addirittura con normali penne
grazie ai progressi della tecnologia degli ultimi display che
adatta la sensibilità in modo
dinamico, a seconda dell’ingresso tattile utilizzato, rendendo il tocco più veloce, naturale e accurato.
Un aspetto fondamentale per
il successo di un terminale è
la durata della batteria. La tecnologia LTE, con la necessità
di dover operare contemporaneamente in gamme diverse
crea esigenze di filtraggio in
frequenza maggiori, rispetto alle tecnologie legacy; aumenta quindi l’esigenza elaborativa dovuta in termini di
MIPS (Million Instructions
Per Second) del processore del
terminale che porta inevitabilmente a un aumento di consumo della batteria.
11
Il computer ENIAC (Electronic Numerical Integrator and
Compute) costruito appena dopo il secondo conflitto
mondiale per il Ballistic Research Laboratory, occupava
una superficie di
m pesava
tonnellate, e oﬀriva
una capacità di calcolo di ,
MIPS. Ora il chipset quad-core
di uno smartphone LTE raggiunge una frequenza di clock
di , GHz in
nanometri di
spazio con
MIPS, circa
volte quella dell’antenato ENIAC.
Gli smartphone usano principalmente batterie al litio che
Terminali LTE
73
forniscono la più alta densità
di energia per grammo, non richiedono manutenzione e non
sviluppano eﬀetto memoria. I
primi smartphone LTE, già sul
mercato, hanno, a parità di utilizzo, un consumo almeno di
/ superiore agli smartphone
di precedente tecnologia; si
deve poi tener presente l’extraconsumo dovuto alle nuove
applicazioni.
11.2 Categorie di
terminali
La prima versione di LTE (Release delle specifiche GPP)
Tabella 11.1 - Caratteristiche e single user throughput del terminale LTE
Peak Tput DL
(Mbit/s)
Cat 1
Cat 2
Cat 3
Cat 4
Cat 5
Cat 6
Cat 7
Cat 8
Peak Tput UL
(Mbit/s)
10
50
100
150
300
300
300
3000
Peak Tput DL
(Mbit/s)
5
25
50
50
75
50
100
1500
Modulazione max
DL
64 QAM
Modulazione max
UL
16 QAM
64 QAM
16 QAM
64 QAM
MIMO DL
1x2
2x2
2x2
2x2
4x4
4x4
4x4
8x8
SISO/MIMO
maxUL
1x2
1x2
1x2
1x2
1x2
2x2
2x2
4x4
Banda max
gestibile
Disponibilità attesa
40 MHz 40 MHz
20 MHz
Disponibili
2013
2015
NA
NA
100 MHz
2020
74
Easy LTE
in corso di dispiegamento,
prevede cinque categorie di
terminali ( - ) le cui potenzialità sono elencate nella
Tabella
. , insieme a quelle
delle tre ulteriori categorie di
terminali specificati per LTE
advanced ( - ). In tabella
. si indicano poi le potenzialità della rete attraverso il
throughput single user di cella per le tre bande
MHz,
MHz,
MHz. Il throughput
eﬀettivo erogabile al singolo
utente è dato dal minimo tra
il massimo throughput gestibile dal terminale e quello erogabile dalla cella. Da
notare che tale throughput
massimo teorico è relativo ad
un solo utente presente nella
cella che sperimenti ottime
condizioni di canale radio.
Nella pratica, il throughput
del singolo utente dipende
da diversi fattori, fra i quali:
le condizioni radio sperimentate in termini di potenza del
segnale ricevuto e di interferenza percepita, la presenza
di altri utenti nella cella, il
tipo di applicazione/servizio
che l’utente sta fruendo.
Considerando ad esempio i
terminali di categoria , at-
tualmente in rete (MIMO x
in DL e SISO x in UL) che
possono garantire
Mbps
in DL e
Mbit/s in UL su
MHz (cfr. Tabella
. ) nel
caso di funzionamento in una
cella configurata con una banda di
MHz dalla intersezione con i dati di tabella
. si
osserva come il throughput
single user massimo teorico
valga
Mbit/s in DL e
Mbit/s in UL.
Ai terminali di categoria
(
Mbit/s in DL e
Mbit/s
in UL) seguiranno i terminali di categoria con il MIMO
x in DL che consente il raddoppio delle prestazioni. (cfr.
Tabella
. )
Lo standard prevede in LTEAdvanced (Release
e successive) la CA (Carrier Aggregation) funzionalità per
l’aggregazione di bande in
gamme diverse fornendo una
banda totale da
MHz fino
a
MHz (terminali Cat. ,
, ). Per quanto riguarda le
categorie e , il throughput
single user di picco può essere
raggiunto in modi diﬀerenti:
ad esempio i
Mbit/s in DL
potranno essere resi disponibili con MIMO x e banda di
11
Terminali LTE
100 MHz
40 MHz
20 MHz
15 MHz
10 MHz
Mbit/s
Mbit/s
Mbit/s
Mbit/s
Mbit/s
MIMO 2x2
750
300
150
110
74
MIMO 4x4
1500
600
300
220
148
MIMO 8x8
3000
1200
600
440
296
SISO 1x2
255
102
51
38
25
MIMO 2x2
510
204
102
76
50
375
150
75
55
37
MIMO 2x2
750
300
150
110
74
MIMO 4x4
1500
600
300
220
148
75
Peak Tput DL 64 QAM
Peak Tput UL 16 QAM
Peak Tput UL 64 QAM
SISO 1x2
Tabella 11.2 - Caratteristiche e single user throughput della cella LTE
MHz, oppure con MIMO
x e banda di
MHz.
Si attendono nel
,
Gbit/s in DL con MIMO x
e . Gbit/s in UL con MIMO
x , su
MHz ■
76
Easy LTE
12
Piattaforme di Servizio
L
a nuova rete mobile broadband LTE consente un
miglioramento
nell’esperienza d’uso di servizi quali web-surfing, e-mailing, up/
down loading massivo, video
streaming, ecc. Occorre provvedere all’evoluzione di alcuni
dei servizi esistenti e all’introduzione di nuovi servizi, mettendo a valore l’elevato throughput e le basse latenze oﬀerte
da LTE.
12.1 Enriched
Communication
La rete LTE si caratterizza rispetto alla rete G/ G per la
presenza di un’unica core network a commutazione di pacchetto con cui interagisce l’architettura IMS (IP Multimedia
Subsystem).
IMS (cfr. figura
. ) oﬀre per
la realizzazione dei servizi:
 Multimedialità: l’uso di protocolli IP based fornisce vari
media (audio, video, etc.);
 Multiaccessibilità: garantisce la gestione di accessi eterogenei, mobili, fissi, WiFi;
 Multiservizio: integra vari
tipi di applicazioni attraverso l’introduzione di Application Server.
Gli AS (Application Server), qui
di seguito descritti, connessi a
IMS CN (IMS Core Network),
forniscono le funzionalità per
i servizi di Enriched Communication, (cfr. figura
. ).
 AS MMTel (Multimedia Telephony), supporta i servizi
supplementari per una chiamata multimediale;
 IP SM GW (IP Short Message Gateway), Application
12
Piattaforme di Servizio
77
Piattaforme di servizio
AS MMtel
IP-SM-GW
AS RCS
AS SCC
AS HDVC
IMS
LTE
IMS
AS MMtel
IP-SM-GW
AS RCS
AS SCC
AS HVDC
IP Multimedia Subsystem
Application Server Multimedia Telephony
IP Short Message Gateway
Application ServerRich communication suite
Application ServerService centralization & Continuity
Application ServerHigh Definition Communication
2G/3G
Figura 12.1 - Enriched Communication
Server che eroga il servizio
SMS;
 AS RCS (Rich Communication Suite), supporta l’arricchimento della comunicazione con chat, file transfer,
image/video sharing;
 AS SCC (Service Centralization and Continuity), gestisce l’handover voce tra LTE
e G/ G;
 AS HDVC (High Definition
Video Communication), eroga le logiche del servizio di
videocomunicazione HD.
IMS, pur permettendo un servizio di comunicazione multimediale analogo a quello
oﬀerto dagli OTT (Over The
Top), consente, come plus, di
valorizzare gli asset specifici
dell’Operatore Telco. Ad esempio un Operatore può garantire la QoS (Quality of Service)
nella mobilità tra accessi eterogenei (mobili, fissi, WiFi).
La soluzione voce a standard
Telco, è inoltre nativamente
interoperante tra i vari operatori e con selezione basata su
78
Easy LTE
identità, quali i numeri telefonici, validi a livello mondiale,
superando in tal modo il limite del modello community tipico dei servizi OTT.
12.2 High Definition
Video Conference
Attualmente il servizio di videoconferenza vede, da un
lato, soluzioni high-end incentrate sulla qualità e sull’alta
definizione e su meeting room
dedicate con accesso fisso ultrabroadband, dall’altro soluzioni low-end, incentrate più
sulla collaboration che sulla
qualità della videocomunicazione.
I servizi video HD non sono
oggi oﬀerti sul mobile, ma
vengono abilitati da LTE, grazie all’elevato throughgput
(upstream e downstream) e
alle basse latenze oﬀerte da
questa tecnologia.
Nel
, Operatori (tra cui
Telecom Italia) e Fornitori di
piattaforme e terminali hanno
dato luogo al gruppo di lavoro
HDVC (High Definition Video
Conferencing) per definire una
soluzione di videocomunicazione ad alta definizione di
facile impiego, basata su IMS
e caratterizzata da interoperabilità tra i vari operatori. Il
risultato è stata la profilatura
dell’interfaccia UNI (User to
Network Interface) tra il device e la rete, e la profilatura
dell’interfaccia NNI (Network
to Network Interface) per l’interconnessione tra gli operatori. Questi lavori sono stati poi
ripresi dalla GSMA per formulare le specifiche di HDVC su
LTE, la cui architettura è descritta in figura
. dove:
 HDVC AS: application server per la programmazione
e la gestione delle multiconferenze;
 MRF (Multlimedia Resource
Function): unità di multiconferenza per il video HD
p
(risoluzione
x
pixel); il video HD ha un’occupazione di banda di circa .
– Mbit/s;
 Video GW: funzionalità di
interlavoro con i sistemi di
videoconferenza legacy.
Alcune peculiarità del servizio
riguardano l’utilizzo di codec
H.
CBP (Constrained Baseline Profile) che, vista la larga
disponibilità in ambito mobile, consente sia un’ampia inte-
12
Piattaforme di Servizio
79
AS HVDC
IMS
Video GW
Fixed HDVC
legacy
MRF
Mobile HDVC
Figura 12.2 - High Definition Video Communication
roperabilità a livello di terminali, sia l’utilizzo di numeri di
telefono per selezionare il corrispondente, superando così la
diﬃcoltà legate all’inserimento dell’indirizzo IP, come richiesto da molte applicazioni
video HD.
12.3 Servizi Video,
Cloud, Gaming
Questi servizi beneficiano a
vario titolo della grande velocità trasmissiva di LTE (downstream e upstream) e della sua
bassa latenza.
Video
I servizi video, in particolare, sfruttano la rete LTE per
la trasmissione dei contenuti
secondo due diverse modalità
che rispondono a esigenze differenti:
 Multicast/Broadcast: per la
trasmissione di eventi live
localizzati (ad es. concerto,
partita di calcio) per i quali
è molto probabile l’accesso
in contemporanea da più
utenti presenti nella stessa
cella; oppure per la diffusione dei contenuti più selezionati da parte degli utenti
in modalità on demand;
 Streaming in upstream per
realizzare scenari di mobile reporting (dirette TV in
esterna) e mobile webcasting (riprese di eventi/staff
meeting in assenza di connettività fissa).
80
Easy LTE
Cloud
I servizi di Archiviazione in
Cloud (Virtual Storage) beneficiano di LTE nella possibilità
di essere arricchiti con funzionalità quali, ad esempio,
l’accesso multidevice (tablet,
smartphone) e la personalizzazione delle politiche di archiviazione e di condivisione
dei contenuti.
Gaming
Nei servizi di Gaming on line,
LTE non solo consente l’alta
velocità di interazione richiesta dal gioco, ma abilita anche
scenari di Cloud Gaming in
cui, remotizzando nel cloud i
processi più onerosi, quali l’elaborazione grafica (Virtual
Gaming), si possono giocare su
un comune smartphone/tablet
anche i titoli computazionalmente più sofisticati, senza più
bisogno delle game console.
12.4 Localizzazione
Come noto, l’introduzione di
LTE avviene tramite la realizzazione di una nuova rete core
e di una nuova rete d’accesso.
In rete core vengono introdotti l’HSS e l’MME. La parte di
Controller della rete d’accesso
viene in parte spostata verso la rete core e integrata con
l’MME. All’eNB, per quanto
riguarda la localizzazione (Positioning), vengono lasciate
solo le funzionalità di reperimento delle misure utili per la
localizzazione, mentre le funzionalità di interfacciamento
verso i sistemi di positioning
sono spostate in rete core.
L’architettura di positioning di
conseguenza deve evolvere.
Le funzioni di localizzazione
sono fondamentalmente svolte da tre nodi rappresentati in
figura
. .
 Location Enabler: è il GW di
localizzazione verso i service provider, regola l’accesso
al servizio e implementa le
funzioni di esposizione del
servizio quali il controllo di
policy, il controllo dell’autorizzazione alla localizzazione, l’interfacciamento con i
sistemi di billing;
 GMLC (Gateway Mobile Location Center): elabora la
richiesta di localizzazione e
individua l’impianto di core
network verso cui instradarla;
• SMLC (Serving Mobile Location Center) calcola la
12
eNodeB
Service layer
MME
E-SMLC
HSS
MME
GMLC
E-CSCF
MPS
Location Emabler
Rete LTE
Piattaforme di Servizio
81
Servizi
NUE GW
Numero Unico
Emergenza 112
GW AAGG
Autorità
Giudiziaria
LBS VAS
VAS basati su
localizzazione
Nuovi elementi di rete
eNodeB
MME
HSS
E-CSGF
E-SMLC
enhanced Node B
Mobility Management Entity
Home Subscriber Service
Emergency Call Session Control Function
Enhanced Service Mobile Location Center
GMLC
MPS
NUE GW
GW AAGG
LBS
Gateway Mobile Location Center
Mobile Positioning System
Numero Unico Emergenza Gateway
Gateway Autorità Giudiziaria
Location Based Services Value Added Services
Figura 12.3 - Architettura di Positioning
posizione interagendo con i
nodi di rete.
In particolare saranno necessarie le seguenti azioni:
 Evoluzione del nodo GMLC
per il nuovo routing delle procedure di localizzazione verso gli HSS e MME. Il GMLC
dovrà anche gestire la presenza in rete di HSS e HLR individuando, tramite la selezione delle risposte provenienti
dai due nodi, la rete (LTE o
G/ G) verso cui instradare
la richiesta di positioning.
 Evoluzione nodo SMLC di
MPS per supporto funzionalità di positioning LTE
(E-SMLC). Questo nodo,
interfacciandosi con MME,
dovrà gestire il dialogo con
le funzionalità di positioning presenti in eNB e nel
terminale d’utente.
82
Easy LTE
 Supporto al positioning in
HSS.
 Supporto al positioning in
MME.
 Supporto al positioning in
eNodeB.
Con l’introduzione di VoLTE
sarà necessario l’interlavoro
con la Core IMS tramite l’interfaccia tra GMLC e E-CSCF
(Emergency Call Session Control Function) per la localizzazione delle chiamate d’emergenza su VoLTE.
12.5 Augmented
Advertising
L’Augmented Advertising, letteralmente la pubblicità aumentata, è un servizio nel
quale l’esperienza dell’utente
che accede ad un contenuto
pubblicitario tramite un canale tradizionale (es: rivista,
catalogo, cartellone) viene arricchita con contenuti multimediali attinenti al prodotto
da promuovere.
Un tipo di mimica può essere questa: con la fotocamera
dello smartphone si inquadra
la pubblicità su un catalogo di
viaggi e questa si anima grazie
a video ad alta qualità associati
al viaggio di interesse, e fruiti
istantaneamente sul terminale.
In questo modello di servizio
le piattaforme della rete mobile svolgono un ruolo attivo
non solo nell’erogare il contenuto al cliente, ma anche nel
riconoscere il suo profilo per
personalizzare il contenuto
stesso, eventualmente anche
in termini di localizzazione ■
13
Backhauling
83
13
Backhauling
L’
architettura di riferimento di LTE (cfr. figura
. ) definisce i nodi
che compongono la rete mobile
e le interfacce logiche che li collegano. Nella rete reale, i nodi
radio, in genere, si trovano in
siti remoti tra loro e rispetto
agli altri elementi di rete; ogni
interfaccia logica richiede un
collegamento fisico, realizzato
attraverso porzioni di rete fissa
che trasportano i flussi di informazione della rete radiomobile.
I collegamenti fra i nodi radio e
i nodi di controllo costituiscono
il BH (Backhauling).
13.1 Impatti di LTE sul BH
L’architettura di figura
.
diﬀerisce da quella descritta
nei capitoli precedenti perché
è presente un ulteriore nodo,
il SEG (Secure Gateway), che
ha lo scopo di garantire la sicurezza delle comunicazioni
fra eNB e Core Network, come
descritto più in dettaglio nel
capitolo seguente. In questo
modo, l’interfaccia X , che logicamente collega fra loro eNB
vicini, si trasforma in una coppia di interfacce fra gli eNB ed
il SEG. La tratta di backhauling
diventa quindi quella fra eNB e
SEG, con un unico collegamento fisico per tutte le interfacce
logiche di un singolo eNB.
Le principali diﬀerenze della
rete LTE rispetto a quelle G e
G che possono avere impatto
sul BH sono: il paradigma “allIP” e le prestazioni più elevate.
Le prestazioni elevate della rete
LTE si traducono in requisiti
84
Easy LTE
Long Term Evolution
(Access Network)
Evolved Packet Core
(Core Network)
Repository
profilo cliente
HSS
PCRF
GSM
Session
Manager
S1
LTE
SEG
eNodeB
MME
SGW
PGW
X2
Packet
Network
(APN)
x2
X2
to HSS
eNodeB
LTE
S1
percorso logico
percorso fi sico
eNB
SEG
MME
SGW
PCRF
PGW
HSS
evolved Note B
Security Gateway
Mobility Management Entity
Serving Gateway
Policy & Charging Rules Function
Packet Data Network Gw
Home Subscriber Server
Figura 13.1 – Architettura di riferimento della rete Radiomobile LTE
sfidanti per il backhauling in
termini di: banda elevata, bassa latenza, bassa perdita di pacchetti, elevata disponibilità.
La banda di picco generata da
una stazione radio tri-settoriale con canalizzazione di
MHz, utilizzante un MIMO
x , raggiunge i
Mbit/s
e raddoppia se si introduce il
MIMO x .
La latenza e il packet loss fra
eNB e CN hanno un impatto
sulle prestazioni complessive:
alla tratta di BH sono assegnati una latenza massima di
ms e un packet loss massimo
- .
di
I requisiti di disponibilità richiedono una protezione automatica del collegamento
eNB-CN con tempi di ripristi-
13
no inferiori a
ms in modo
da evitare la caduta delle chiamate voce attive.
13.2 Architettura Low
RAN e High RAN
Schematicamente la situazione di rete è quella di figura
. . I siti radio degli eNB
hanno una distribuzione molto capillare e spesso sono posti
in sedi non di Telecom Italia
(per esempio installazioni sul
tetto di palazzi nel centro delle
grandi città o torri costruite in
zone isolate), mentre i primi
Backhauling
apparati di core network (SEG
e MME) si trovano in un numero ridotto di sedi che coincidono con i PoP del Backbone IP (OPB) o con un loro
sottoinsieme. In figura
. è
rappresentato il caso generale,
ma si possono anche avere casi
particolari di stazioni radio installate nelle sedi SL e SGU.
Quindi il BH si estende dalla
periferia della rete fino ai nodi
del backbone ed è divisa in
Low RAN, corrispondente alla
rete di Accesso fissa, e High
RAN corrispondente alla rete
Metro-Regionale.
Figura 13.2 – Corrispondenza fra rete mobile LTE e segmenti della rete fissa sul
backhauling
Accesso
Siti Radio
eNodeB
MW
FO
Low RAN
Sedi
SL con
Fibra
85
Sedi SGU
Sedi OPB
Rete Metro-Regionale
SEG
MME
High RAN
SL
Stadio di Linea
SGU Stadio di Gruppo Urbano
OPB Optical Packet Backbone
86
Easy LTE
13.3 Soluzioni per la
Low RAN
Gli eNB sono dotati di un’interfaccia ottica GE (Gigabit
Ethernet) per la connessione
verso la Core Network. Quindi, nelle aree con fibra ottica
disponibile in accesso, la soluzione più semplice per realizzare la Low RAN consiste nel
collegare l’eNB direttamente
ad una coppia di fibre che arriva fino alla sede SL. Le distanze fra eNB e SL sono suﬃcientemente brevi da garantire una
trasmissione esente da errori
anche con le interfacce ottiche, relativamente a basso costo, disponibili sugli eNB.
Nelle zone in cui il dispiegamento della rete LTE precede
lo sviluppo della rete ottica in
accesso, le due alternative disponibili sono la rete di accesso in rame e il ponte radio.
Le soluzioni di accesso in
rame, pur potendo utilizzare
più doppini per aumentare la
velocità trasmissiva, hanno attualmente prestazioni che non
sono adeguate ai requisiti del
backhauling LTE.
I ponti radio di ultima generazione consentono velocità
trasmissive superiori a quelle
ottenibili con la rete in rame,
anche se non si raggiungono le
prestazioni della fibra ottica. I
ponti radio di tipo full-packet
oppure hybrid dispongono
di tecniche di modulazione
adattativa che variano la capacità disponibile per il traﬃco
a pacchetto in funzione delle
condizioni di propagazione
dei segnali radio. Il ponte radio viene quindi progettato
per fornire una capacità minima garantita, corrispondente
al tipo di modulazione più robusto (ad es. QPSK), con una
indisponibilità non superiore
ad un valore limite, tipicamente
min/anno. Quando
le condizioni di propagazione
sono buone, vengono utilizzate modulazioni più eﬃcienti
(ad esempio,
QAM) che
fanno aumentare la capacità,
fino alla capacità di picco, che
solitamente è disponibile per
il
% del tempo.
13.4 Soluzioni per la
High RAN
In questo segmento si utilizza
la rete Metro-Regionale per
raccogliere i flussi GE prove-
13
nienti dai diversi eNB di una
data area geografica e multiplarli insieme in flussi a più
elevato bit rate da trasportare
al SEG. Questa parte di rete
deve quindi disporre di due diverse funzionalità:
 Trasporto ottico di grandi moli di informazione su
distanze medio-lunghe; attraverso la multiplazione
a divisione di lunghezza
d’onda WDM (Wavelength
Division Multiplexing).
 Multiplazione statistica e
aggregazione del traffico
degli eNodeB attraverso
una rete a pacchetto quale
la OPM (Optical Packet Metro) oppure la PTN (Packet
Transport Network).
La rete OPM è nata nel
per il servizio IPTV ed è costituita da apparati multilayer switch (per lo switch a
vari livelli protocollari) con
un’architettura di tipo huband-spoke (con un punto di
convergenza interno e tante radiali che si dipartono da
questo). Oggi è presente nella
parte di rete metro-regionale,
indicata in figura
. come
Metro Core. Viene utilizzata
per fornire servizi broadband
Backhauling
87
fissi, business e retail, servizi
Wholesale e per il backhauling G. La OPM sta evolvendo verso una tecnologia basata
su IP/MPLS.
La rete PTN è invece una tecnologia di trasporto destinata
a sostituire progressivamente
la rete SDH e integra funzionalità di commutazione a livello
di circuito analoghe a quelle
SDH e funzionalità di commutazione di pacchetto basate su
MPLS-TP. La topologia di rete
generalmente utilizzata è basata su anelli interconnessi per
avere la possibilità di proteggere il traﬃco contro i guasti. Il
principio dell’anello è che ogni
elemento di rete trasmette la
stessa informazione verso gli
altri elementi di rete sui due
lati dell’anello; di conseguenza, ogni elemento di rete riceve
l’informazione a esso diretta da
entrambi i lati dell’anello e, in
caso di guasto, può selezionare
il lato disponibile. L’introduzione in rete di apparati PTN è
iniziata nel corso del
.
La OPM e la PTN presentano
diﬀerenze nel trattamento del
traﬃco a circuito oltre che dal
punto di vista operativo e gestionale; entrambe le tecnolo-
88
Easy LTE
Metro Aggregation
FO
SL
Metro Core
Sedi OPB
SGU
eNodeB
MW
SL
eNodeB
SEG
Feeder o
Remote Feeder
eNodeB
MME
OLT
OPM
SL
eNodeB
WDM
Nodo
Metro
WDM
eNodeB
SL
eNodeB
PTN
eNodeB
FO Fibra Ottica
MW Microwave
OLT Optical Line Termination
OPM Optical Packet Metro
WDM Wavelength Division Multiplexing
Figura 13.3 – Opzioni architetturali per il backhauling LTE
gie sono comunque idonee per
il BH LTE.
Un confronto fra le diverse
soluzioni per la realizzazione
del backhauling a livello High
RAN ha condotto alle opzioni
architetturali di Figura
.
Nel segmento Metro Core si
utilizza sempre la rete OPM
che si appoggia ad uno strato
WDM per interconnettere fra
loro i suoi nodi (Remote Feeder, Feeder e Metro).
Nel segmento di Metro Aggregation si utilizzano invece le
seguenti soluzioni:
 collegamento diretto in fibra nuda del eNB all’OPM
con fibra abbondante e distanze ridotte
 collegamento eNB - OLT
(Optical Line Termination)
13
ove è presente la rete di accesso ottica
 Utilizzo di una rete WDM o
PTN nelle altre aree.
La scelta fra l’impiego del
WDM oppure del PTN viene
Backhauling
89
fatta analizzando le caratteristiche dell’area geografica in
termini di densità di clienti e
previsioni di evoluzione del
traﬃco ■
90
Easy LTE
14
Sicurezza LTE
C
ome per le precedenti
tecnologie mobili, anche per LTE la sicurezza
costituisce un fattore imprescindibile e ancor più in LTE
con la sua una nuova rete all-IP
che lo renderebbe relativamente vulnerabile agli attacchi caratteristici del mondo IP.
La sicurezza richiede:
 l’autenticazione che consente di identificare in modo
certo la provenienza dei
dati;
 l’integrità che assicura che i
dati non siano stati modificati durante la loro trasmissione;
 la cifratura che garantisce la
riservatezza delle informazioni.
14.1 Sicurezza
dell’interfaccia radio
Le funzionalità di sicurezza
dell’interfaccia radio GSM,
UMTS e LTE sono rappresentate in figura
.
Gli aspetti rilevanti da tenere
in considerazione sono:
 Mutua autenticazione rete/
utente:
l’autenticazione
dell’utente impedisce accessi
non autorizzati e l’autenticazione della rete evita le connessioni da “false” stazioni
radio base. L’autenticazione
con HSS estende la EPS-AKA
(Evolved Packet System-Authentication Key Agreement)
di UMTS.
 Confidenzialità
identità
utente e terminale: per l’utente limita la trasmissione
14
MS
91
Autenticazione utente
Cifratura
GSM
UE
BTS
Mutua Autenticazione
Cifratura+Integrità segnalazione
UMTS
UE
Sicurezza LTE
eNodeB
RNC
Mutua Autenticazione
Cifratura+Integrità segnalazione radio
LTE
Cifratura+Integrità segnalazione core
Radio Network
eNodeB
Core Network
Figura 14.1 - Sicurezza sull’interfaccia radio LTE
in chiaro dell’IMSI (International Mobile Subscriber
Identity) memorizzato nella
SIM usando lo pseudonimo
TMSI (Temporary Mobile
Subscriber Identity) e per il
terminale cifrando l’identificativo del terminale l’IMEI (International Mobile
Equipment Identity), quando richiesto dalla rete.
 Cifratura della segnalazione
e dei dati utente: per impedirne l’intercettazione. A
tal fine si cifrano con chiavi
diverse, sia i dati di utente
sia la segnalazione radio e
core;
 Integrità della segnalazione:
si genera una chiave diversa per segnalazione radio e
core;
 Ambiente sicuro su eNB: il
fine è impedire la compromissione di un eNB. Questo
richiede che sull’eNB sia
definita un’entità logica che
realizzi un ambiente sicuro
dove conservare le chiavi
crittografiche e altri dati
92
Easy LTE
sensibili oltre che eseguire
le operazioni più critiche.
14.2 Sicurezza del
Backhauling
In G i dati sono trasferiti crittografati su una rete non-IP
fino al RNC che è fisicamente protetto e all’interno di un
edificio aﬃdabile (trusted). In
LTE a causa dell’assenza dell’RNC, la cifratura e il controllo di integrità devono essere
svolte dall’eNB, altrimenti il
traﬃco sul backhauling, risulterebbe non autenticato e trasmesso in chiaro.
Interfacce SͿ e X΀
I siti degli eNB, non sono sempre trusted; è necessario quindi che per la messa in sicurezza sia svolta in un ambiente
sicuro non accessibile a terze
parti. La mancanza di autenticazione e di confidenzialità
del traﬃco, sia di utente, sia di
segnalazione sul backhauling,
rende poi plausibili attacchi.
Attraverso l’impiego di MME
o eNB falsi, si può realizzare
un disservizio (attacco di tipo
Denial of Service) agli utenti
connessi sulla S o ai nodi della rete core. Questi rischi inte-
ressano anche la X attraverso
cui eNB vicini possono scambiarsi informazioni sensibili.
L’impiego della suite IPSec garantisce la sicurezza richiesta
creando, a partire da ciascun
eNB, un tunnel nel quale il
traﬃco è trasmesso verso un
SEG (Security Gateway) (cfr.
figura
. ). In tunnel mode si
imbusta il pacchetto originario in uno nuovo con un’intestazione IPSec e un’intestazione IP aggiuntiva per definire
gli estremi del tunnel. La sicurezza è garantita dal protocollo ESP (Encapsulation Security
Payload) della suite IPSec.
In particolare gli aspetti di sicurezza sono così gestiti:
 Confidenzialità del traffico:
nell’instaurazione del tunnel IPSec, l’eNB negozia con
il SEG, una chiave segreta
usata appunto per cifrare il
traffico a chiave simmetrica;
 Integrità delle trasmissioni,
si utilizzano per l’autenticazione i codici Hash (Hash
Message
Authentication
Codes-HMAC). Un HMAC
utilizza una chiave segreta condivisa (simmetrica)
che viene combinata con
14
eNodeB
Sicurezza LTE
Untrusted
Trusted
Backhauling
Core Network
IP Sec
RA/CRL
AAA
CA
OSS/MMGT
Security Management
MME
IP Sec
eNodeB
SGW
eNodeB
IP Sec
93
Secure
Gateway
(SEG)
S1 (Control Plane + User Plane)
X2
Certificate Management Protocol
(CMPv2, SCEP)
PGW
Packet
Network
(APN)
Gestione
Traffico
CA
RA
CRL
AAA
OSS
Certificate Authority
Registration Autority
Certificate RevocationList
Authentication Authorization Accounting
Operational Support System
Figura 14.2 - IPsec e Security Management
il messaggio originale per
la generazione del codice
unico hash. L’HMAC inserito nell’intestazione ESP
(IPSec) permette al SEG
di verificare l’integrità del
pacchetto ricevuto avendo
il SEG accesso alla stessa
chiave segreta di chi lo ha
spedito, e quindi, implicitamente, di verificare anche
l’identità della sorgente.
Analoga verifica avviene
lato eNB per i pacchetti ricevuti tramite il SEG.
È fondamentale quindi che
ciascun eNB stabilisca in
modo sicuro con il SEG una
94
Easy LTE
chiave segreta. Il protocollo
IKEv (Internet Key Exchange version ) viene utilizzato
per la negoziazione tra le parti
nonché la loro autenticazione. Prima si crea un canale
sicuro all’interno del quale
l’eNB si autentica verso il SEG
e viceversa; poi l’eNB e il SEG
stabiliscono un’associazione
di sicurezza per IPSec, (protocolli, algoritmi, modalità da
utilizzare per la creazione del
tunnel) e al termine sono in
grado di generare la suddetta
chiave segreta utilizzata con
l’associazione di sicurezza negoziata per IPSec (IPSec SA Security Association).
L’autenticazione avviene sulla
base dello scambio di certificati digitali e questo richiede
di disporre in rete core della
rete di Security Management
(cfr.figura
. ) costituita da
un SEG e da una PKI (Public
Key Infrastructure). La PKI si
compone di CA (Certification
Authority), di RA (Registration Authority), di CRL (Certificate Revocation List) nonché
dei protocolli la gestione automatica dei certificati. Tale PKI
deve interoperare con i nodi di
accesso eNB, e con il SEG che
per mutuamente autenticarsi
dispongono di un certificato
firmato dalla CA dedicata alla
rete LTE di Telecom Italia.
Il CMPv (Certificate Management Protocol) gestisce i certificati sull’eNB, il rilascio avviene autenticando l’eNB sulla
base di un certificato di device
rilasciato dal fornitore e preinstallato sullo stesso nodo.
Il SCEP (Simple Certificate Enrolment Protocol) è usato per
la gestione dei certificati lato
SEG.
14.3 Certificati Digitali
I certificati digitali nascono
a supporto della crittografia
asimmetrica in cui è utilizzata
una coppia di chiavi diverse,
dette pubblica e privata, correlate univocamente e tali che
da una chiave non esista modo
di risalire all’altra. La chiave
privata, in quanto tale, deve essere conservata in modo sicuro; la chiave pubblica è invece
distribuibile e può essere nota
a chiunque. L’impiego della
chiave pubblica per cifrare consente la confidenzialità dei dati
poiché solo il possessore della
corrispondente chiave privata
14
è in grado di risalire al testo in
chiaro. La chiave privata, quando è usata per cifrare, fornisce
invece garanzie sull’identità del
mittente di un messaggio, in
quanto unico possessore della
chiave privata.
Questo schema viene utilizzato nell’ambito della firma
digitale alla base del funzionamento dei certificati digitali. La firma digitale è generata cifrando, con la chiave
privata, l’hash del messaggio a
cui è allegata la firma. L’hash
è una funzione che consente di ottenere a partire da un
messaggio,
arbitrariamente
lungo, una rappresentazione
compatta dello stesso, detta
digest. In questo modo, la cifratura è più semplice e veloce
in quanto è eseguita sul digest
che ha lunghezza fissa, invece che sull’intero documento.
Chiunque è in grado di verificare l’autenticità della firma
attraverso la chiave pubblica
corrispondente alla chiave privata usata.
Il certificato garantisce, a tal
fine, l’associazione univoca
tra la chiave pubblica (in esso
contenuta) e l’identità di chi
la utilizza nell’ambito della
Sicurezza LTE
95
procedura di autenticazione
tramite firma digitale o della
procedura di cifratura asimmetrica. È generato e firmato
da un’autorità garante chiamata CA; l’elemento che attribuisce il carattere di credibilità
all’intero certificato è proprio
la firma digitale apposta dalla
CA, che può essere verificata
utilizzando la chiave pubblica
della stessa CA.
Le autorità di certificazione
sono generalmente strutturate in modo gerarchico. Normalmente una CA rilascia un
certificato per un’altra CA (subordinata), che a sua volta rilascia certificati per nuove CA
o direttamente alle entità finali. Si crea quindi una struttura
ad albero fatta di relazioni di
fiducia tra le diverse CA che la
compongono, nota come PKI.
All’interno della PKI, la RA è
l’entità che, a tutti gli eﬀetti,
ha la responsabilità di accertare l’identità dell’entità che fa
richiesta di un certificato digitale, comportandosi da frontend della CA.
I certificati hanno una validità
temporale limitata; se compromessi o scaduti devono essere revocati. Tale operazione
96
Easy LTE
è compito della CA, che periodicamente pubblica e aggiorna delle liste, definite CRL, in
cui sono contenuti i certificati
da considerare non più validi,
perché scaduti o perché appartenenti a entità la cui chiave privata è stata compromessa. In fase di autenticazione
chiunque può controllare la
validità del certificato ricevuto, scaricando periodicamente
le CRL da uno specifico repository o utilizzando un protocollo di verifica online detto
OCSP (Online Certificate Status Protocol) ■
Glossario
97
Glossario
x EVDO
x EVolution, Data Optimized
Standard radiomobile americano G con
X standard per voce ed EV-DO standard
per dati.
GPP
Third Generation
Partnership Project
Progetto costituito dai principali enti di
standardizzazione mondiali (ETSI, ATIS,
ARIB, TTC, TTA, CCSA) per sviluppare le
specifiche tecniche dei sistemi radiomobili
UMTS, LTE e loro evoluzioni. In un secondo
tempo nell’ambito del GPP sono confluite
anche le attività relative alle specifiche tecniche del sistema GSM e sue evoluzioni
AAGG GW
Attività Giudiziarie Gateway
Nodo di intermediazione per i sistemi per
la localizzazione verso l’autorità giudiziaria
AAS
Active Antenna System
Antenna con elettronica attiva incorporata
che può generare diagrammi di radiazione
variabili
AC
Alternative Current
Letteralmente Corrente Alternata: la rete
elettrica fornisce una tensione con andamento sinusoidale che una volta applicata
a un carico fa circolare in questo una corrente anch’essa sinusoidale. Questo tipo di
sorgente elettrica è detta AC
Access Network
Access Network
Rete periferica che collega i terminali alla
Core Network, può essere cablata (wired) o
radio (wireless)
98
Easy LTE
AC/DC inverter
AC/DC inverter
Convertitore da Alternata a Continua: p.es.
l’alimentatore che carica le batterie a cui
sono collegate le stazioni radio mobili
Accounting
Accounting
Documentazione dei dati di utente relativi
a un accesso alla rete (p.e. sorgente, destinazione, durata della connessione) necessari per tariﬀazione e statistiche
ADSL
Asymmetrical Digital
Subscriber Line
Modalità di trasmissione a banda larga su
cavi in rame con velocità più alta dalla rete
al terminale che viceversa; consente, per
esempio l’accesso domestico ad Internet
AES
Advanced Encryption
Standard
AGPS
Assisted Global
Positioning System
Algoritmo di cifratura a chiave simmetrica
che cifra blocchi di dati di
bit, con chiavi di crittografia di
,
o
bit
AKA
Authentication &
Key Agreement
Always On
Protocollo di autenticazione utilizzato nelle reti G che si caratterizza per la mutua
autenticazione tra il terminale e la rete
Anello
Struttura di rete che consente la ricezione
ridondata da due vie previa trasmissione in
parallelo su due vie, consentendo un ampio
aumento della disponibilità del collegamento
APN
Access Point Name
Identifica la rete IP a cui può accedere l’utente una volta stabilita la connessione dati
G, G e LTE. L’APN può puntare a una rete
privata (es. Intranet aziendale) o pubblica
(accesso a Internet); è possibile definire APN
distinti per applicazioni diverse
ARIB
Association of Radio
Industries and Businesses
Miglioramento della localizzazione GPS
in cui il tempo di individuazione iniziale
(fixing) dei satelliti è ridotto grazie a indicazioni veicolate dalla rete mobile
Utente sempre collegato a livello logico attraverso un indirizzo IP alla rete
Ente di standardizzazione giapponese
Glossario
AS
Access Stratum
ATIS
Alliance for
Telecommunications
Industry Solutions
99
Insieme dei protocolli e delle funzionalità
per la trasmissione dei dati sull’interfaccia
radio e per la gestione dell’interfaccia radio
stessa
Ente di standardizzazione statunitense
AuC
AUthentication Center
Data base per la gestione delle chiavi di autenticazione
Augmented Advertising
Applicazione della realtà aumentata alla
pubblicità. Ad esempio inquadrando un
manifesto pubblicitario si può lanciare un
clip sul prodotto/servizio proposto
Augmented Reality
Arricchimento della percezione reale mediante informazioni digitali ulteriori. Ad
esempio quando, inquadrando con l’Handset una via, compaiono sul display i nomi
dei palazzi storici
Automotive
Applicazioni automobilistiche
Backbone
Dorsale di collegamento trasmissivo a che
trasferisce l’informazione aﬀerente dai rami
della rete di accesso
Banda di Frequenza
Intervallo di frequenza (banda) caratterizzato da una frequenza inferiore, una
superiore e una di riferimento (gamma)
corrispondente all’ordine di grandezza della banda. Ad esempio la Banda GSM assegnata a livello Europeo in Uplink è
MHz; si hanno quindi
MHz di banda
nella gamma dei
MHz
BB
Base Band
Banda di frequenza, a partire da frequenza
zero, in cui si trovano nativamente le rappresentazioni in frequenza (spettri) dei segnali digitali. Per trasporre lo spettro di BB
alla RF (Radio Frequenza), atta a propagarsi
all’uscita dell’antenna, la conversione può
essere diretta BB-RF oppure in due tempi
per motivi tecnologici, con una prima con-
100
Easy LTE
versione a FI (Frequenza Intermedia) interposta fra la BB e la RF e una seconda conversione da FI a RF. In ricezione le operazioni
sono reciproche
BB
Broad Band
Banda Larga. Nella terminologia radiomobile Telecom Italia con BB si definisce il servizio HSPA a
Mbit/s
Beacon
Letteralmente “faro”: canale di downlink
che trasmette le informazioni di riferimento di cella (identificativo di cella, canali beacon di celle adiacenti ecc) per gestire l’accesso, la mobilità ecc.
BF
Beam Forming
Sagomatura del fascio di emissione/captazione di un’antenna per convogliare l’energia
elettromagnetica nelle direzioni volute, mitigando l’interferenza verso quelle non volute.
Si possono così creare varie celle di copertura
con la stessa antenna (aumentando la capacità) anche a livello di singolo utente, anche
adattivamente
BH
Backhauling
Collegamento trasmissivo geografico fra elementi di rete. Nell’LTE si intende quello fra gli
e-Node B,il Serving Gateway e Il Mobile Management Entity
Blocking
Saturazione dell’amplificatore di ricezione TV
a seguito di un interferente di livello eccessivo
Bluetooth
Standard wireless per connessioni wireless fra
dispositivi in vicinanza (ad esempio trasferimento dati fra terminale e auricolare, terminale e viva voce dell’auto ecc.)
Broadcast
Trasmissione one to many verso un insieme
di ricevitori. Ad esempio diﬀusione televisiva
(solo in down link senza alcun canale di ritorno radio in uplink)
Broadcaster
Operatore televisivo
Browsing
Navigazione contemporanea in più pagine
web
BSC
Base Station Controller
È il controllore della stazione radio base
G (BTS). Amministra le risorse radio assegnando i canali per le singole connessioni,
Glossario 101
raccoglie le misure di qualità e accessibilità e
inoltra i messaggi di segnalazione scambiati tra il terminale ed i nodi più interni della
rete: i SGSN (Serving GPRS Support Node) e
gli MSC. Gestisce poi la mobilità radio tra più
stazioni radio (BTS) garantendo la continuità delle chiamate a circuito (meccanismo di
handover) o delle connessioni a pacchetto (riselezione di cella)
BTS
Base Transceiver Station
Stazione Radio Base G deputata alla ricetrasmissione delle comunicazioni d’utente,
attraverso i sistemi di antenna e dei messaggi di segnalazione sull’interfaccia radio, alla codifica e cifratura dei segnali per
assicurarne rispettivamente l’integrità e la
riservatezza, alla raccolta di misure radio e
di traﬃco ed al loro inoltro verso la rete, alla
diﬀusione delle informazioni di sistema in
broadcast
CA
Carrier Aggregation
Aggregazione di portanti anche su gamme
di frequenza diverse per fruire della disponibilità totale di frequenza (p.e una banda
totale di
MHz per LTE ottenuta attraverso
MHz @f MHz +
MHz@f MHz)
CA
Certification Authority
Call Setup
Entità fidata che si occupa del rilascio dei
certificati digitali per la sicurezza
Camping
Attestazione del terminale mobile su una
cella (mettendosi quindi in ascolto dei relativi canali di controllo comuni trasmessi
su un canale logico denominato Beacon) a
valle delle procedure di selezione/riselezione di cella
CAP
Capping
Riduzione delle prestazioni ad un utente
che ha superato una certa soglia (contrattuale) di uso delle risorse. Ad esempio riduzione del throughput, per un tempo stabilito, al superamento di una soglia di volume
di dati trasferiti
CC
Call Control
Controllo della chiamata: processo che in
una centrale di commutazione decodifica
l’indirizzamento e instrada la chiamata da
un punto di connessione a un altro
Operazione di attivazione della chiamata
102
Easy LTE
CCSA
China Communications
Standards Association
Ente di standardizzazione cinese
CDMA
Code Division Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Codice. I
vari flussi informativi vengono trasmessi
con la stessa frequenza e nello stesso tempo previa attribuzione di un codifica diversa per ogni informazione. La conoscenza
di questi codici consente al ricevitore di
discriminare le varie informazioni dalla
loro somma. Allegoricamente si parla di
traduzione reversibile dell’informazione
in lingue diverse il più possibile dissimili e
quindi “invisibili” tra loro. E’ il metodo di
accesso di cella di Downlink e Uplink utilizzato in UMTS/HSPA
Cella
Area di copertura di una antenna in una
gamma di frequenza. Le celle si classificano
secondo l’entità della loro copertura: Macro
Cella ( km), Micro Cella ( , - km),
Pico Cella ( m), Femtocella (
m).
Le macro celle servono per garantire un’ampia copertura generale, mentre le altre per
una copertura localizzata spesso in zone di
alto traﬃco
Cellulare
Denominazione di una rete in cui la copertura del territorio è eﬀettuata attraverso
celle contigue rappresentate classicamente
e simbolicamente da un esagono (TACS,
GSM, UMTS, LTE). Per estensione viene
detto cellulare il terminale di utente di una
rete radiomobile cellulare
CEM
Campi Elettromagnetici
Le onde elettromagnetiche sono il fenomeno fisico che supporta il trasferimento
di energia dalla sorgente alla destinazione
attraverso il fenomeno della propagazione.
Nel caso delle trasmissioni questo fenomeno può avvenire in forma guidata attraverso
cavi in rame e in fibra ottica, oppure in forma non guidata attraverso la radio
Glossario 103
Certificato Digitale
File con una validità temporale limitata,
rilasciato da un entità fidata (Certification
Authority) che certifica l’associazione univoca tra una chiave pubblica e l’identità di
un soggetto (persona, computer, ecc) che
dichiara di utilizzarlo nell’ambito delle procedure di cifratura asimmetrica e/o autenticazione tramite firma digitale
CID
Cell Identifier
Metodo di localizzazione basato sull’identificativo di quella cella che presenta un
valore di segnale più alto rispetto alle altre
CID+TA
Cell Identifier +
Timing Advance
Metodo di localizzazione basato sull’identificativo di cella con valore di segnale più alto
+ il valore del Timing Advance (quest’ultimo è un parametro calcolato dalla rete che è
proporzionale alla distanza del mobile dalla
stazione radio base)
CM
Configuration Management
Gestione della configurazione di impianto
(p.e. numero portanti, frequenza portanti,
potenza portanti etc.)
CMP
Certification Management
Protocol
Protocollo di gestione dei certificati, all’interno del quale ciascuna delle funzione di
gestione è esplicitamente identificata da
specifici scambi del protocollo
CMPv
Certificate Management
Protocol v
Protocollo per la gestione dei certificati digitali
CN
Core Network
La Core Network consente la connessione
fra un terminale e un altro, attestati alla
rete attraverso la rete di accesso attraverso
la funzionalità di Commutazione che provvede l’istradamento, su base selezione, fra
sorgente e destinazione
CoMP
Coordinated Multi Point
Architettura radio in cui il segnale è emesso
da molti punti trasmissivi geograficamente
separati con una codifica che rende i segnali ricevuti combinabili, migliorando così il
rapporto segnale interferenza (SNIR)
Connected
È lo stato in cui si trova il terminale mobile
quando ha una o più connessioni attive
104
Easy LTE
Copertura Cellulare
Tecnica di copertura dell’area di servizio attraverso celle radio contigue
Cositing
Ci si riferisce non tanto alla coesistenza nel
sito radio di Operatori diversi ma di tecnologie diverse
Costellazione
Nelle modulazioni di ampiezza (sia singole
che in quadratura) e nelle modulazioni di
fase si rappresentano i valori di ampiezza
della componente in fase e in quadratura
della portante su due assi ortogonali, tracciando un punto in corrispondenza di ogni
possibile simbolo che trasporta un numero
intero di bit (p.es.un simbolo ogni 4 bit nel
16-QAM, ogni 6 bit nel 64-QAM). La figura
che ne risulta, per suggestione visiva, viene
detta costellazione (p.es. 16 punti disposti
su un reticolo quadrato per il 16-QAM)
Crittografia Asimmetrica
Basata su due chiavi una pubblica e una
privata segreta, fra loro in relazione. L’informazione viene crittografata con la chiave pubblica del destinatario ma solo questi
può decifrarla con la chiave privata segreta
Crittografia Simmetrica
Basata su una chiave segreta che è la stessa
per ogni coppia di interlocutori
CRL
Certificate Revocation List
Archivio che contiene i certificati crittografici non più validi
CRRM
Common Radio
Resouce Management
Insieme delle azioni (algoritmi e procedure) che servono per controllare, in modo
congiunto, le risorse radio di una rete di accesso radio eterogenea
CS
Circuit Switching
Commutazione di circuito, instradamento
dell’informazione da una sorgente a una
destinazione con una connessione che è
impegnata per tutta la durata della comunicazione e poi rilasciata
CSCF
Call Session Control Function
Integra le funzionalità di accesso all’IMS,
registrazione e controllo della sessione,
conversione da numeri telefonici a URL
Glossario 105
CSFB
Circuit Switched Fall Back
Consente servizi a circuito su rete LTE che
è soltanto a pacchetto IP. In questo caso si
dirotta il servizio a circuito sulla rete a circuito 2G o 3G
Customer Profiling
Definizione del profilo di utente (es. abilitazione a certi servizi o meno)
Datagram
Pacchetti costituenti le unità informative
nelle reti a commutazione di pacchetto
dB
Decibel
Esprime in maniera logaritmica il rapporto
fra due grandezze. Ad esempio detta Pi (W)
la potenza di ingresso a un cavo coassiale
di connessione (Feeder) fra il trasmettitore
radio e l’antenna e Po (W) quella di uscita,
l’attenuazione in dB è data da 10Log10 (Po/
Pi); con log10 logaritmo in base 10
dBm
Decibel rispetto al mW
Esprime in maniera logaritmica la potenza assoluta P in mW questa in dBm è data
da 10log10 (P/1mW); con log10 logaritmo in
base 10. Ad esempio se P è 1W allora 10log10
(1W/1mW) = 10log10(1000 mw/1mw) =
10log10(1000) = 10x3 = 30 dBm
DC
Dual Carrier
Doppia Portante. In HSPA si tratta del servizio svolto su due portanti che, a seconda
delle release, possono essere adiacenti, non
adiacenti o su bande diverse con duplicazione della banda e quindi del throughput
della singola portante (p.e. con il 64-QAM
si ha in DC un throughput max single user
di 2x21=42 Mbit/s)
DC
Direct Current
Letteralmente Corrente Diretta: una batteria fornisce una tensione con andamento
costante che una volta applicata a un dispositivo utilizzatore fa circolare in questo una
corrente anch’essa costante. Questo tipo di
sorgente elettrica è detta DC e in italiano
CC (Corrente Continua)
DC/AC inverter
Direct Current
Convertitore da Continua ad Alternata (Inverter) che garantisce la continuità di servizio nei momenti di assenza dell’alternata:
p.e. dispositivo di continuità per un PC
106
Easy LTE
DD
Digital Divide
Penalità (divide) nell’accesso ai servizi digitali a larga banda nelle aree decentrate
(svantaggiate perché non redditive) rispetto a quelle a elevata concentrazione di
clientela
Deployment
Dispiegamento
Device
Letteralmente dispositivo: si intende l’apparato radiomobile di utente nelle sue varianti di forma
Diagramma di radiazione
Diagramma tridimensionale che definisce
la direzionalità di una antenna nei confronti di una antenna di riferimento isotropica
(omnidirezionale nelle tre direzioni dello
spazio). Nella tecnica radiomobile sono
sufficienti tipicamente la sezione verticale
e quella orizzontale del diagramma di radiazione
Digital Dividend
Letteralmente “Dividendo Digitale”, banda resa disponibile (dividend) per i servizi
radiomobili a seguito della digitalizzazione
della TV analogica (in un canale televisivo
analogico sono allocabili da 5 a 6 canali digitali)
Discovery Service
Servizio per localizzare i terminali posizionati in prossimità del terminale d’utente,
utile anche a fini di social networking
Distorsione
Mancanza di fedeltà nel trattamento di un
segnale. Si distingue in distorsione lineare
e non lineare. Nella prima iniettando all’ingresso un insieme di sinusoidi a frequenza
diversa queste e solo queste vengono riproposte all’uscita con ampiezze diverse tra
loro e/o ritardi diversi tra loro (distorsione
di ampiezza e/o fase). Nella seconda più
sinusoidi all’ingresso producono sinusoidi all’uscita a varie frequenze ottenute da
combinazioni di addizioni e sottrazioni di
multipli interi delle frequenze di ingresso
DL
Downlink
Verso di trasmissione dalla stazione radio
base al terminale (ricezione del terminale).
La ragione della terminologia sta nel fat-
Glossario 107
to che le antenne delle stazioni radio base
sono generalmente in alto rispetto ai terminali di utente
DM
Dual Mode
Il termine identifica apparati/dispositivi in
grado di operare su due tecnologie diverse
(es. GSM e UMTS)
Dominio di Sicurezza
Dual Mode
Perimetro di rete considerabile “sicuro” sulla base di criteri quali ad esempio la sicurezza fisica e logica dei siti e delle connessioni
Dongle
“Chiavetta”, che costituisce il terminale di
utente, da inserire nella porta USB del PC
o del Tablet per permettere la connessione
radiomobile
DoS
Denial of Service
Attacco informatico per rendere inutilizzabile un determinato servizio esposto su
Internet o server, attraverso l’invio massiccio di richieste in modo da sovraccaricarlo e
impedirgli di rispondere a ulteriori richieste
Down Converter
Dispositivo per la traslazione di uno spettro
dalla frequenza in cui è posizionato a una
frequenza più bassa. È utilizzato per la conversione da Radio Frequenza a Frequenza
Intermedia
Down Loading
Scaricamento dati dalla rete
DP
Double Polarization
I campi elettromagnetici emessi e ricevuti
dalle antenne giacciono a sufficiente distanza dall’antenna (campo lontano) in
piani sfalsati tra di loro, nella tecnica radiomobile un piano è a + 45° e l’altro a -45°
rispetto alla verticale. Questo sfalsamento
reciproco di 90° consente una apprezzabile
diversità fra le emissioni che si può utilizzare in ricezione per migliorare la qualità del
segnale combinato delle due polarizzazioni
rispetto alla polarizzazione singola (ricezione in diversità)
DPI
Deep Packet Inspection
Analisi dei pacchetti trasportati da una rete
dati per verificare se il pacchetto può essere
trasferito, essere reinstradato verso un’altra
destinazione o essere soggetto a una variazione dei parametri di trasferimento
108
Easy LTE
DR
Directed Retry
Procedura che, in fase di attivazione della
chiamata e non appena instaurata la connessione di segnalazione con la cella corrente, permette di reindirizzare la chiamata
verso un’altra cella senza rilasciare il collegamento di segnalazione
DTMF
Dual Tone Multi Frequency
Conversione di caratteri in segnali sonori
in banda fonica; p.e. ogni carattere della tastiera telefonica multifrequenza viene codificato in due toni
DTX
Discontinuos Transmission
Modalità in cui si attiva il trasmettitore solo
in presenza di informazione (circa il 50%
della durata della conversazione nel caso
della voce)
DVBT
Digital Video
Broadcasting Television
Standard di diffusione TV digitale terrestre
E
European
Flusso digitale a 2,048 Mbit/s, primo elemento della gerarchia di multiplazione numerica plesiocrona europea
E
Numbering Plan
Raccomandazione che definisce il piano di
numerazione
eCall
Emergency Call
Chiamata di emergenza automatica che
trasferice le informazioni di localizzazione ed altre informazioni significative ad un
centro di supervisione; al verificarsi di un
evento specifico (p.e. arresto del veicolo)
ECID
Enhanced Cell Identifier
Metodo di localizzazione basato sul nominativo della cella servente (con la quale si è
in connessione) e altre informazioni quali i
livelli di potenza delle celle adiacenti (per
un riferimento di posizione più accurato)
EDGE
Enhanced Data for
GSM Evolution
Evoluzione del GPRS, con tecniche di modulazione e codifica a correzione di errore
più efficienti che ne consentono una velocità massima in Down Link di circa 200 kbit/s
EE
Energy Eﬃciency
Efficienza Energetica: rapporto fra energia
di bit (potenza trasmessa a radio frequenza
moltiplicata il tempo di bit) ed energia prelevata dall’alimentazione
E
Glossario 109
EEE
Energy Eﬃciency Enabler
Tecnologia, architettura, modalità che consente un risparmio di energia a parità di
prestazioni con la soluzione di riferimento
E-health
Controllo dello stato di salute attraverso la
trasmissione a distanza dei parametri fisiologici dell’utente
E-ICIC
Enhanced-Inter Cell
Interference Coordination
Permette miglioramenti della situazione
interferenziale in una rete eterogenea attraverso il coordinamento fra celle diverse
eMBMS
Evolved Multimedia Broadcast
Multicast Services
Trasmissione punto-multipunto per reti
cellulari che fornisce un servizio efficiente
broadcast e multicast
eNB
Evolved Node B
Stazione radio LTE con funzioni analoghe
al Node B (3G) arricchita da alcune funzioni
dell’RNC (3G)
EPC
Evolved Packet Core
EPS
Evolved Packet System
Core Network LTE
Rete LTE, completamente a pacchetto
EPS-AKA
Evolved Packet System-AKA
Protocollo di autenticazione utilizzato nella rete LTE, evoluzione di quello della rete
3G (AKA)
Equalizzazione
Compensazione di una distorsione lineare
subita da un segnale attraverso variazioni
in ampiezza e variazioni in ritardo complementari a quelle subite dal segnale distorto
Equalizzazione Adattativa
Equalizzazione in cui la compensazione
viene variata in maniera che si adatta alle
distorsioni introdotte dal canale propagativo
ESP
Encapsulating Security
Payload
Il protocollo ESP fa parte della suite IPSec e
garantisce sia l’integrità di un pacchetto (attraverso l’inserimento di un hash HMAC)
sia la confidenzialità della trasmissione
utilizzando la cifratura. Dopo aver cifrato il
pacchetto e calcolato l’HMAC viene generato ed aggiunto l’header ESP
110
Easy LTE
Ethernet
ETSI
European Telecommunication
Standard Institute
E-UTRAN
Evolved UTRAN
È lo standard più diffuso per la realizzazione di reti locali a pacchetto
Ente di standardizzazione europeo
Rete di accesso radio LTE
FDD
Frequency Division Duplexing
Modalità di trasmissione bi-direzionale a
divisione di frequenza che utilizza contemporaneamente un canale in frequenza in
Uplink e uno su una differente frequenza in
Downlink
FDM
Frequency Division
Multiplexing
Le informazioni dei vari tributari vengono
trasposte su frequenze diverse e non sovrapposte da un multiplatore che genera
al’uscita un segnale aggregato. Era utilizzato nei sistemi di trasmissione analogici
FDMA
Frequency Division
Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Frequenza
in cui informazioni di utenti diversi vengono trasmesse contemporaneamente in canali radio a frequenza diversa e quindi non
interferiscono fra loro
Fedeltà
Conservazione della forma di un segnale
dopo aver attraversato un sottosistema di
telecomunicazioni. Per conservazione della
forma si intende solo una eventuale variazione di ampiezza in più (amplificazione),
o in meno (attenuazione) costante in frequenza e un ritardo anch’esso costante in
frequenza
Feeder
Nel radiomobile è il cavo coassiale di collegamento fra il ricetrasmettitore e l’antenna. All’aumentare della lunghezza del cavo
aumenta linearmente in dB l’attenuazione
del segnale. A parità di lunghezza del cavo
l’attenuazione in dB varia in ragione inversa alla sezione del feeder e alla radice della
frequenza
Glossario 111
Femtocella
Cella per applicazioni indoor con potenza
e dimensioni estremamente ridotte, corrispondente ad un’antenna installata all’interno di un edificio e con backhauling tipicamente assicurato dalla linea di accesso
fissa
Firma Digitale
Rappresenta l’associazione fra un autore e
documenti digitali da lui firmati, tale da garantire la non ripudiabilità e l’integrità dei
documenti in oggetto
Form Factor
Forma dell’involucro di un terminale cellulare individuandone la tipologia
FR
Full Rate
Codificatore Vocale GSM a velocità piena
che impiega un Time Slot per la trasmissione di un canale vocale
Free Cooling
Il raffreddamento libero sfrutta la sola differenza di temperatura con l’ambiente esterno attraverso flussi di aria convogliati da
ventilatori. Con questa tecnologia si riduce
o elimina il ricorso ai climatizzatori con
conseguenti risparmi energetici
Full Packet
Tecnica di trasmissione solo a pacchetto (in
particolare IP)
Gamma di Frequenza
Ordine di grandezza della frequenza centrale della banda di frequenza (esempio:
gamma dei 900 MHz utilizzata per il GSM)
GCF
Global Certification Forum
È una parternership fra operatori, costruttori di terminali mobili, costruttori di apparecchiature di test
GERAN
GSM EDGE
Radio Access Network
Evoluzione dell’accesso radio del Sistema
GSM ed EDGE
GGSN
Gateway GPRS
Support Node
Nodo di interfaccia con le altre reti a pacchetto (es Internet o Intranet aziendali). Il
GGSN incapsula pacchetti IP diretti all’Utente nei pacchetti IP (Tunneling) diretti
all’SGSN; alla sessione d’Utente è associato
112
Easy LTE
nei nodi GGSN ed SGSN un Packet Data
Processing Context (PDP Context) instaurato all’avvio della connessione, che raccoglie le informazioni (indirizzo IP, qualità di
servizio, identificativo del terminale) relative allo scambio di dati
GMLC
Gateway Mobile
Location Center
Nodo che elabora la richiesta di localizzazione individuando il nodo di Core Network verso cui instradarla
GPRS
General Packet Radio Service
Primo servizio di trasmissione dati a pacchetto introdotto sulla rete GSM con velocità massima in Down Link di circa
kbit/s
GPS
Global Positioning System
Sistema che attraverso una costellazione di
satelliti in orbita bassa invia segnali di riferimento di tempo molto accurati che consentono la localizzazione di un mobile
GSA
Global Supplier Association
Associazione mondiale di costruttori di terminali radiomobili
GSM
Global System for Mobile
Communications, in precedenza Groupe Spécial Mobile
Sistema radiomobile digitale, inizialmente
paneuropeo e poi mondiale, operante in
Europa in banda
e
MHz con roaming internazionale
GSMA
GSM Association
Associazione di operatori mobili che utilizzano il sistema GSM e sue evoluzioni
(UMTS ed LTE)
HASH
Dall’inglese sminuzzare, rappresenta una
funzione che da una stringa di un numero
arbitrario di caratteri produce una stringa
di lunghezza definita (digest), il digest è diverso se la stringa di ingresso alla funzione
hash è diversa
HDR
Header
Intestazione di un pacchetto dati con informazioni per instradamento e QoS richiesta
alla rete; è collegato alla zona dati (Payload)
HDVC AS
High Definition
Video Communication
Application Suite
Suite di applicazioni per la videoconferenza
ad alta definizione
Glossario 113
Het Net
Heterogeneous Network
In generale, è una rete costituita da una numerosità di tecnologie (GSM, UMTS, LTE)
operanti in varie gamme di frequenza e con
vari tipi di copertura (macro, micro, pico,
femto). In ambito GPP Het Net indica scenari ove sono dispiegate diverse tipologie di
cella operanti anche su frequenze diverse
HLR
Home Location Register
Archivio contenente le caratteristiche anagrafiche e i profili di servizio associati a
ogni SIM. Contiene anche la posizione attuale del cliente in termini di VLR Visitor
Location Register, necessaria per inviare il
segnale di paging nella LA opportuna
HO
Hand Over
Procedura automatizzata di rilascio della
comunicazione con una cella e contestuale instaurazione di un nuovo collegamento
con un’altra cella. Tipicamente l’handover
serve a mantenere in piedi la comunicazione durante il movimento dell’utente ma può
anche essere utilizzato per espletare azioni
di gestione del traﬃco (es. load balancing)
o di miglioramento della qualità
HOM
High Order Modulation
Modulazione complessa che sfrutta un elevato numero di configurazioni di segnale,
consentendo un’alta eﬃcienza spettrale.
Tipicamente
e
-QAM
Hot Spot
Area, principalmente di piccole dimensioni, a elevato traﬃco
HR
Half Rate
Codificatore Vocale GSM che impiega un
TS per la trasmissione di due canali vocali,
raddoppiando così l’eﬃcienza trasmissiva
(spettrale). La qualità di HR è solo leggermente inferiore a quella di FR in condizioni
di buona qualità del canale radio, mentre
degrada in condizioni di canale avverse
HSDPA
High Speed
Downlink Packet Access
In ambito UMTS indica la soluzione per trasmissione dati a pacchetto ad alta velocità
su canale condiviso nella tratta dalla stazione al terminale
114
Easy LTE
HSPA
High Speed Packet Access
Definisce la combinazione HSDPA e HSUPA per identificare con un unico acronimo
la feature che permette trasmissioni a pacchetto ad alta velocità sulle due tratte UL e
DL
HSPA+
High Speed Packet Access +
Insieme di funzionalità radio che forniscono ulteriori miglioramenti di HSPA
(ad es.in DL
Mbit/s con
QAM o
Mbit/s con DC)
HSS
Home Subscriber Server
Data base che gestisce il profilo di utente
LTE
HSUPA
High Speed Uplink
Packet Access
In ambito UMTS indica la soluzione per trasmissione dati a pacchetto ad alta velocità
nella tratta dal terminale alla stazione
Hub and Spoke
Architettura di rete dove i nodi periferici
aﬀeriscono a un singolo centro stella. Le
relazioni di scambio tra due nodi periferici
avvengono solo tramite il nodo centro stella. È lo stesso meccanismo degli Hub delle
compagnie aeree
Hybrid
Tecnica di trasmissione ibrida fra pacchetto
(IP) e circuito (TDM). E’ utilizzata nei ponti
radio a microonde per G, G, LTE
ICE
In Case of Emergency
Insieme di parametri (anagrafico, gruppo
sanguigno, numero da chiamare…) memorizzati nella UICC (SIM evoluta)
Idle
È lo stato in cui si trova il terminale mobile
quando è acceso e non ha chiamate in corso. In questo stato il terminale si limita ad
ascoltare i canali di controllo comuni (diffusivo o di chiamata) trasmessi sul canale
beacon e a inviare informazioni utili per la
sua localizzazione
IETF
Internet Engineering
Task Force
Organismo internazionale per l’evoluzione
tecnica e tecnologica di Internet
Glossario 115
IF
Intermediate Frequency
Frequenza Intermedia: frequenza abbastanza inferiore alla RF alla quale si possono
svolgere elaborazioni di segnale in modo
più agevole. In genere i ricetrasmettitori
traslano in ricezione l’informazione da RF
a IF e in trasmissione da IF a RF
IKE
Integrity Key Exchange
Protocollo appartenente alla suite IPSec
utilizzato per l’autenticazione mutua delle
parti, la negoziazione dei parametri di sicurezza e la distribuzione delle chiavi utilizzate per la messa in piedi del tunnel IPSec
IM
Intermodulazione
Inserendo un segnale in un sistema non
lineare questo risulta distorto all’uscita.
A fronte di due sinusoidi di ingresso all’uscita se ne trovano moltissime a frequenze
generate dalla somma e sottrazione delle
frequenze multiple della prima e seconda frequenza di ingresso dette prodotti di
intermodulazione; le ampiezze di queste
sinusoidi decresce all’aumentare della loro
frequenza. Un caso importante è il PIM del
terzo ordine generato dalla non linearità a
frequenza pari a f - xf
IMEI
International Mobile
Equipment Identity
Identità Internazionale Terminale Mobile
IMS
IP Multimedia Subsystem
Architettura standardizzata della NGN
(Next Generation Networking) per fornire
servizi multimediali, fissi e mobili. Usa una
implementazione VoIP (Voice-over-IP) basata sulla segnalazione di tipo SIP (Session
Initiation Protocol) e si basa sul IP (Internet Protocol)
IMS/MMTEL
IMS (IP Multimedia
Subsystem)
MMTel (Multi Media
TELephony service)
È uno standard basato su IMS che oﬀre servizi, mobili, fissi, multimedia usando voce,
video real time, testo, trasferimento file,
condivisione di immagini, video, audio
116
Easy LTE
IMSI
International Mobile
Subscriber Identity
Identità
(SIM)
Internazionale
Utente
Mobile
IMTInternational Mobile
Telecommunications -
Acronimo utilizzato da ITU per identificare le interfacce radio elencate nella Raccomandazione ITU-R M.
IMT-Advanced
International Mobile
Telecommunication -Advanced
Acronimo utilizzato da ITU per identificare le interfacce radio elencate nella Raccomandazione ITU-R M.
IoT
Internet of Things
Tutti gli oggetti possono acquisire un ruolo
attivo grazie al collegamento alla rete (ad
esempio la sveglia suona prima se riceve
l’informazione di alto traﬃco stradale)
IP
Internet Protocol
Protocollo di rete su cui si fonda Internet
IP/MPLS
Multi Protocol
Label Switching
Tecnica utilizzata sulle reti IP che si basa
sull’instradamento dei flussi di traﬃco, indipendentemente dal protocollo, tra nodo
origine (egress) e destinazione (ingress)
utilizzando etichette identificative (label)
tra le coppie di nodi (router) adiacenti nel
cammino di instradamento. Il passaggio
tra i due nodi adiacenti (switching) avviene
tramite semplici operazioni con le etichette
IPSec
IP Security
Suite di protocolli che consentono la creazione di un canale sicuro a livelllo IP. IPsec
usa due diﬀerenti protocolli - AH ed ESP per fornire l’autenticazione, l’integrità e la
confidenzialità della comunicazione. Prevede due modelli di funzionamento: tunnel
mode e transport mode. Nel tunnel mode
il datagramma IP viene completamente
incapsulato in un nuovo datagramma IP
utilizzando IPsec. In transport mode solo
il payload del datagramma IP viene trattato
da IPsec che inserisce il proprio header tra
l’header IP ed i livelli superiori
Glossario 117
IP-SM-GW
IP Short Message Gateway
Nodo per la trasmissione di SMS su una rete
IP
Isolamento
Attenuazione fra un trasmettitore e un ricevitore dopo filtraggio e puntamento delle
antenne
ITU
International
Telecommunication Union
Agenzia delle Nazioni Unite per l’ICT (Information & Communication Technology).
ITU-R (Radiocommunication Sector) è il
settore di riferimento per le radiocomunicazioni
IVR
Interactive Voice Response
Dispositivo per la fornitura di servizi attraverso interazione vocale (sintesi e analisi)
KPI
Key Performance Indicator
Grandezza definita in funzione di altre
grandezze elementari che stabilisce un parametro rilevante per le prestazioni
LAN
Local Area Network
Rete dati in ambito locale tipicamente con
protocollo Ethernet
Layer
Letteralmente strato, specifica una selezione di gamma radio, tecnologia radio, tipologia di cella o una combinazione di queste
caratteristiche. Ad esempio: layer frequenziale GSM
e GSM
; oppure layer
tecnologico UMTS o GSM, oppure layer a
Macrocelle e layer a Microcelle
LB
Load Balancing
Azione di gestione delle risorse che serve a
bilanciare il carico fra le celle (intra o intertecnologia) in grado di assicurare il servizio
in una stessa zona
LBS
Location Based Services
Servizi basati sulla localizzazione
Legacy
Letteralmente lascito: si può riferire alle reti
radiomobili tuttora operanti
LI
Lawful Interception
Intercettazione e Localizzazione a seguito
richiesta della Magistratura
118
Easy LTE
Limite di esposizione
Limite italiano di campo elettrico da non
superare in zone accessibili alla popolazione (
V/m), riconducibile con formule agevoli al limite di campo magnetico
H(A/m) e di flusso di potenza P(W/m )
Linearità
Un sistema si dice lineare quando garantisce la fedeltà del segnale alla sua uscita; il
segnale è dato soltanto dall’eventuale amplificazione/attenuazione e traslazione di
quello di ingresso
LPP
LTE Positioning Protocol
Metodo di localizzazione per la Tecnologia
LTE, tra eNodeB e E-SMLC
LTE
Long Term Evolution
Denominazione della componente di accesso radio della nuova rete ultrabroadband
che fa seguito a UMTS/HSPA. La denominazione è equivalente a E-UTRA
LTE-Advanced
Long Term Evolution
Advanced
Evoluzione di LTE (a partire dalla Release.
del GPP) in grado di soddisfare i requisiti ITU per i sistemi IMT-Advanced
M M
Machine to Machine
Da “Macchina a Macchina”, applicazione
con molti punti di presenza e messaggi di
pochi bit (es. distributori automatici di bibite che segnalano lo stato di disponibilità
delle merci)
Macrocella
Cella di grandi dimensione (centinaia o
migliaia di metri) corrispondente ad un’antenna posizionata ad un’altezza superiore o
paragonabile con quella degli ostacoli circostanti
Main
Unità digitale che genera un segnale da
trasmettere in fibra alla unità remota che
lo converte a radio frequenza e lo adduce
all’antenna; viceversa in ricezione
MB
Multi Band
Modalità di operazione della rete radio e dei
terminali su varie gamme di frequenza
MBB
Mobile Broad Band
Banda Larga Mobile
Glossario 119
Metro Aggregation
Livello della rete metropolitana (OPM) che
aggrega il traﬃco proveniente dagli e-nodeB in località periferiche
Metro Core
Livello della rete metropolitana (OPM) che
aggrega ulteriormente il traﬃco proveniente dallo strato di Metro Aggregation
MGW e GW MSC
MSC Gateway
I Nodi GW MSC forniscono le funzioni di
instradamento e commutazione ai nodi di
livello gerarchico inferiore MGW
MHN
Mobile Home Network
Rete mobile di appartenenza dell’utente,
ovvero rete dell’operatore di cui si è clienti
Microcella
Cella di dimensione inferiore a quelle della
macrocella corrispondente ad un’antenna
posizionata ad un’altezza inferiore a quella
degli ostacoli circostanti
MIMO
Multiple Input
Multiple Output
Funzionalità che consente un aumento della capacità/throughput e/o copertura attraverso un sistema di antenne multiple installato sulla stazione e sul terminale e una
opportuna elaborazione dei segnali
MISO
Multiple Input Single Output
Sistema di antenne multiple con due o più
antenne in trasmissione alla stazione radio
base (Tx Diversity) e una singola antenna
sul terminale
Mission Critical
Servizio di comunicazione il cui buon fine
è critico per la corretta operatività di un’organizzazione o di un progetto (p.e. Vigili del
fuoco, Protezione Civile, Forze dell’Ordine)
MM
Mobility Management
Gestione della mobilità (aﬃliazione, disconnessione, localizzazione)
MM
Multi Mode
Modalità di operazione della rete radio e dei
terminali su varie tecnologie di accesso radio
(RAT) (p.e. GSM, UMTS, LTE)
MMCS
Multi Media
Communication Suite
Soluzione che facilita l’accesso e la personalizzazione di nuovi servizi
120
Easy LTE
MME
Mobility Management Entity
Gestisce la segnalazione (p.e. Attach/Detach, Mobilità, Session Control, Lawful Interception, Sicurezza, etc)
MMTel
Multi Media
Communication Suite
È uno standard globale basato su IMS che
oﬀre comunicazione convergente fisso e
mobile di tipo multimediale attraverso voce,
video, testo, trasferimento file e condivisione
di immagini, audio e video clip
Mobile Router
Dispositivo di trasmissione collegato verso la
rete radiomobile con un link radio G, G,
LTE e attraverso link wi-fi con i dispositivi
(PC, Tablet, smartphone)
Modulazione
La modulazione serve per associare il contenuto informativo di un segnale detto modulante, ad un altro segnale detto portante
ottenendo così un segnale modulato adatto
alle caratteristiche del canale trasmissivo. Si
consideri ad esempio un sistema di trasmissione radio; visto che le antenne di trasmissione e ricezione hanno dimensioni inversamente proporzionali alla frequenza del
segnale che le attraversa, per contenere l’ingombro è necessario utilizzare segnali a frequenza elevata. Per allocare in alta frequenza il contenuto informativo di base si utilizza
come portante una sinusoide a frequenza
elevata di cui si variano uno o più parametri (ampiezza, fase) in funzione del segnale
modulante. Nelle trasmissioni numeriche
binarie il segnale informativo è costituito da
una sequenza di bit (0.1) che vengono raggruppati in insiemi di n bit detti simboli di
numerosità m=2n questi m simboli sono associati a uno stato di ampiezza e/o fase della
sinusoide portante; la modulazione mQAM.
Ad esempio utilizzando simboli con n=6 bit
si ottiene m=64 e la modulazione prende il
nome di 64 QAM
Modulazione Adattiva
Modulazione il cui tipo (ad es. 4,16, 64
QAM) varia in maniera da adeguarsi alla
qualità del canale propagativo. In un canale
a bassa qualità si usa una modulazione ro-
Glossario 121
busta, ma meno efficiente (es 4QAM), in
un canale ad alta qualità una modulazione
complessa, più efficiente (es. 64 QAM). In
assenza di questa adattività si sarebbe costretti ad utilizzare sempre la sola modulazione inefficiente per non perdere informazione
Monitoring
Operazione di supervisione di parametri rilevanti per il funzionamento dei vari nodi
di rete e di caratteristiche essenziali della
qualità del servizio ( ad esempio nel caso di
servizio le cadute di conversazione)
MPLS TP
MPLS Transport Profile
Denominazione in linea con i requisiti definiti da IETF e ITU-T di un profilo MPLS
appositamente progettato che prevede, oltre
l’applicazione del MPLS al piano di forwarding, la specifica di un set di funzioni e protocolli per il supporto al modello operazionale
e alle capability tipiche delle reti di trasporto. È la tecnologia utilizzata sulle reti PTN
MRF
Multimedia Resource
Function
Ha funzioni di IVR (Interactive Voice Response) per annunci in fonia con interazione da tastiera mediante toni in banda fonica
(DTMF)
MS
Mobile Station
Il terminale mobile (MS in terminologia G)
è composto da un ricetrasmettitore radio e da
una smart card asportabile SIM (Subscriber
Identity Module) che contiene i dati identificativi dell’Utente, utilizzati per l’accesso al
servizio e per l’autenticazione
MSC-S
Mobile Switching
Center-Server
Gestisce, per la componente a circuito, la
mobilità su macro aree dette Location Area
(nel numero di qualche unità per MSC).
È coinvolto nelle procedure cosiddette
AAA (Authentication - Authorization -Accounting) per l’accesso alla rete ed ai servizi e
per la tassazione. L’MSC è anche responsabile per l’handover tra BSC diversi
MSRP
Message Session
Relay Protocol
Protocollo usato nel contesto RCS (Rich
Communication Suite) soprattutto per Instant Messaging, File Transfer e Image Sharing
122
Easy LTE
MTAS
Mobile Telephony
Application Server
MUBB
Mobile Ultra Broad Band
Server della rete IMS per i servizi telefonici
supplementari
Banda Ultra Larga Mobile
Multi Layer Switch
Dispositivo di rete a pacchetto che opera lo
switch a livello OSI
(livello di link) e svolge altre funzioni agli altri livelli protocollari
OSI
Multiband
Multibanda: solitamente si usa per un terminale in grado di lavorare sulla stessa tecnologia di accesso radio, ma su gamme diverse
(p.es. LTE
MHz,
MHz,
MHz)
Multicast
Con il termine multicast, nelle reti di calcolatori, si indica la distribuzione simultanea
di informazione verso un gruppo di destinatari
Multimode
Multimodo: solitamente si usa per un terminale capace di operare con varie tecnologie
di accesso radio (ad es GSM; UMTS, LTE)
MU-MIMO
Multi User MIMO
Estensione della tecnica MIMO che permette di trasmettere con utenti multipli nella
stessa banda e nello stesso tempo
MVN
Mobile Visited Network
Rete mobile visitata di un operatore diverso
da quello di appartenenza, presso la quale ci
si è aﬃliati a seguito del Roaming
mVoIP
Mobile Voice over IP
Estensione del VoIP alle reti mobili
NAS
Non Access Stratum
L’insieme dei protocolli per instradare e trasmettere i dati generati da utenti o dalla rete
e necessari per le funzioni di autenticazione
e di localizzazione
Network initiated
Procedura di localizzazione iniziata da Rete
Network Services
Servizi di rete per il trasferimento e l’eleborazione dell’informazione
Glossario 123
NFC
Near Field Communication
Tecnologia radio che consente una comunicazione bidirezionale a corto raggio ( cm)
NGMN
Next Generation
Mobile Networks
Alleanza di operatori nata per definire i requisiti dei sistemi radiomobili di quarta generazione
Node B
Stazione radio G con funzioni analoghe alla
BTS G
Non Linearità
Un sistema non lineare genera all’uscita un
segnale diverso dalla semplice amplificazione/attenuazione/traslazione di quello
di uscita. Ad esempio, nel caso della distorsione armonica, adducendo a un sistema
non lineare una sinusoide a frequenza assegnata si trova all’uscita questa sinusoide
(fondamentale) accompagnata da sinusoidi
(armoniche) a frequenze multiple intere di
quella della fondamentale e di ampiezza relativa rispetto alla fondamentale decrescente
all’aumentare della frequenza della armonica in oggetto. Con più frequenze all’ingresso
(cfr.”intermodulazione” in questo glossario)
NUE GW
Gateway per servizio NUE
(numero unico emergenza)
Nodo di intermediazione per il positioning
verso i sistemi del Centro Elaborazione DatiInterforze per la gestione dei servizi di emergenza (Numero Unico Emergenza)
Obiettivo di qualità
Limite di legge massimo italiano di campo
elettrico a cui tendere all’aperto, in zone altamente frequentate dalla popolazione (
V/m)
OCSP
Online Certification
Status Protocol
Protocollo per la verifica dello stato di validità di un certificato
OFDMA
Orthogonal Frequency
Division Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Frequenza
Ortogonale. La banda a disposizione viene
suddivisa in canali molto stretti (FDMA) gli
spettri in essi allocati sono fra di loro sovrapposti ma in maniera tale da non interferire
reciprocamente (ortogonalità) in ricezione
124
Easy LTE
aumentando così l’eﬃcienza di utilizzo della
banda assegnata
Oﬄoad
Scaricamento di un accesso radio in congestione tramite un altro tipo di accesso radio,
ad esempio da LTE congestionato a Wi-Fi
OMA
Open Mobile Alliance
Forum per la promozione di standard aperti
nelle telecomunicazioni mobili
OPB
Optical Packet Backbone
Rete pubblica di dorsale IP/MPLS di Telecom Italia. Nell’accezione più stretta, la rete
IP/MPLS di transito tra i PoP di Telecom
Italia, basata su apparati di classe Terarouter e circuiti ad alta capacità e lunga distanza DWDM. In un’accezione più vasta tutta
la rete pubblica IP/MPLS di Telecom Italia
comprendente anche le reti di accesso e le
sottostanti infrastrutture trasmissive
OPM
Optical Packet Metro
Rete ottica metropolitana che aggrega traffico proveniente da tutte le reti di accesso in
tecnologia Ethernet
OSI
Open System Interconnection
Standard che stabilisce un’architettura protocollare gerarchica per espletare le funzionalità di rete. La pila OSI è suddivisa in sette
strati ciascuno dei quali fornisce servizio allo
strato inferiore
OSS
Operation Support System
Sistemi che vengono utilizzati dalle aziende
fornitrici di servizi, in particolare di telecomunicazione, per il funzionamento delle reti
OTT
Over The Top
Aziende che forniscono contenuti (p.e voce
su IP) utilizzando l’infrastruttura degli operatori di TLC, senza disporre di una propria
rete
P P
Peer to peer
Da Pari a Pari. Architettura o applicazione in
cui si può operare in maniera paritaria fungendo sia da cliente che da servente
Paging
Procedura di chiamata (paging) dell’utente
in cui il messaggio di paging (che contiene
l’identificativo dell’utente) viene inviato in
tutte le celle della Location Area nel caso
Glossario 125
del circuito o della Routing Area nel caso
del pacchetto. Il terminale, riconoscendo il
paging invia il segnale di risposta (paging response) consentendo l’identificazione della
cella attuale di appartenenza
Payload
PC
Protocol Control
PCC
Policy and Charging Control
PCRF
Policy and Charging Rule
Function
Zona dati di un pacchetto, in genere posta di
seguito alla zona dell’intestazione (Header),
che contiene il traﬃco (pagante) da trasferire
Controllo sull’esecuzione dei vari protocolli
Piattaforma di rete che abilita la configurazione dinamica di policy e di tassazione su
base utente e servizio
Gestisce le politiche di servizio e la QoS
PDN Context
Packet Data Network Contest
Equivalente in LTE del PDP context G e G
PDP Context
Packet Data
Processing Context
Contesto, instaurato all’avvio della connessione dati ( G, G), che raccoglie le informazioni: indirizzo IP, qualità di servizio,
identificativo del terminale. In LTE la stessa funzione, con diversa teminologia, viene
svolta dal PDN context (Packet Data Network)
Personal Hot Spot
Dispositivo che si collega con la rete radiomobile geografica in G/ G/LTE e connettendosi poi localmente in wifi con i terminali
di utente
PGW
Packet Data Network Gateway
Consente l’accesso IP verso le Packet Data
Network
Picocella
Cella di dimensioni ridotte corrispondente ad un’antenna installata all’interno di un
edificio
126
Easy LTE
PKI
Public Key Infrastructure
Insieme delle varie Certification Authority
fra di loro in relazione gerarchica ad albero
PM
Performance Management
Gestione dei dati di prestazione (guasti, cadute, qualità)
PMN
Public Mobile Network
Rete Mobile Pubblica alla quale appartiene
l’utente che ha sottoscritto un contratto con
l’Operatore
Policy Enforcement
Assicurazione da parte delle rete del rispetto
di alcune politiche funzionali di servizio
PoP
Point of Presence
Punto di Presenza, ossia di punto accesso
alla rete a lunga distanza
Portante Radio
Oscillazione sinusoidale che trasporta l’informazione attraverso una variazione dei
alcuni suoi parametri, nel caso digitale tipicamente ampiezza e fase
PRB
Physical Resource Block
Risorsa trasmissiva elementare dell’accesso
OFDMA. È costituita da simboli OFDM (
slot) e da
sottoportanti adiacenti ( x
kHz=
kHz)
Pro Se
Proximity Service
Servizi basati sulla prossimità tra due o più
dispositivi mobili, quali ad esempio abilitazione dell’accesso a uno stabile, micropagamenti ecc.
Protocollo
Insieme di regole per la comunicazione fra
varie entità
Provisioning
Fornitura di un impianto o di una funzionalità
PS
Packet Switching
Commutazione a pacchetto per l’instradamento dell’informazione strutturata in datagrammi, da una sorgente a una destinazione
attraverso l’attraversamento di vari nodi senza creare una connessione
PS HO
Packet Service Hand Over
È la procedura di handover che assicura la
continuità di servizio per tutte le sessioni a
pacchetto tra RAT GPP in maniera trasparente per l’utente
Glossario 127
PSK
Phase Shift Keying
Modulazione digitale con assegnazione di
fase all’oscillazione portante in funzione
della sequenza di bit da trasmettere previo
raggruppamento (simbolo) in aggregati di n
bit. Con simboli di bit la modulazione viene chiamata PSK e gli sfasamenti possibili
sono ( °, °, ...,
°)
PTN
Packet Transport Network
Rete ottica metropolitana e regionale di livello ISO-OSI basata sulla tecnologia MPLSTP per il trasporto a pacchetto orientato alla
connessione
Public Utilities
Servizi di pubblica utilità di solito basati su
monopoli naturali: acqua, gas, elettricità, illuminazione…
QAM
Quadrature Amplitude
Modulation
Modulazione di Ampiezza in Quadratura.
Modulazione digitale mista di ampiezza e
fase realizzata attraverso la somma di due
portanti con la stessa frequenza ma sfasate di
° (in quadratura) modulate in Ampiezza
in funzione della sequenza di bit da trasmettere. In dipendenza del numero di bit per
simbolo, ad es. , , di definiscono QAM,
QAM, QAM, impiegate in LTE
QCI
QoS Class Indicator
Indicatore di QoS
QoE
Quality of Experience
Qualità della Esperienza di utilizzo di un
prodotto/servizio da parte dell’utente
QoS
Quality of Service
Termine che raggruppa i parametri prestazionali di rete associati a una qualità definita
(p.es tasso di errore, variazione del ritardo,
ecc.)
RA
Routing Area
Area nella quale è nota la posizione di un terminale ai fini di instaurare verso di esso una
trasmissione a pacchetto
RA (crypto)
Registration Authority
Ente che verifica l’identità del richiedente
del certificato digitale per la securizzazione
di una connessione
128
Easy LTE
RAN
Radio Access Network
Componente della rete radiomobile che
comprende le stazioni radio e gli eventuali
controllori delle stesse, consentendo l’accesso radio ai terminali d’utente
RAN (std)
Radio Access Network (std)
Rete di Accesso Radio. In GPP è il gruppo responsabile delle specifiche tecniche
dell’interfaccia radio e dei nodi di accesso
radio
RAT
Radio Access Technology
È la tecnologia che permette agli utenti di
una cella di accedere alla rete. TI ne utilizza
tre GSM/GPRS/EDGE, UMTS/HSPA, LTE
RATI
Radio Access
Technology Indicator
Indicatore del RAT
RCS
Rich Communication Service
(Suite)
È una iniziativa di vari Operatori per lo sviluppo di comunicazioni arricchite (RCS) in
ambiente IMS. Le applicazioni di interesse sono: Enhanced Phonebook, Enhanced
Messaging, Enriched Call
RE
Resource element
Nell’OFDMA è dato da una sottoportante
(
kHz) emessa per un tempo di simbolo
( . microsecondi)
Refarming
Riassegnazione di Banda da una tecnologia
ad un’altra per ragioni di ottimizzazione
(esempi: UMTS
in luogo del GSM
oppure LTE
in luogo di GSM
)
Relay
Ripetitori intelligenti che consentono diverse possibilità di impiego insieme a flessibilità nel dispiegamento di rete
Remote
Modulo trasmissivo che a partire dal segnale digitale ottico proveniente in fibra dal
modulo principale Main genera il segnale a
radio frequenza e lo adduce all’antenna (il
viceversa avviene in ricezione)
Rendering
In senso esteso indica la resa grafica; nella computer grafica identifica la generazione di un’immagine a partire da una sua
descrizione matematica
Glossario 129
Reporting
Generazione di informazioni strutturate su
dati rilevanti di servizio e di esercizio
Reselection
È il processo, dopo la selezione di una cella
e il camping sulla medesima, di selezione di
una nuova cella. La scelta è sempre guidata da misure di intensità/qualità sui canali
“beacon” delle celle immediatamente circostanti e indicazioni di priorità. Il processo è
ripetitivo durante tutto il tempo di accensione del terminale
RF
Radio Frequency
Frequenza della portante radio intorno alla
quale si localizza l’informazione da trasmettere attraverso il processo di modulazione
(spettro a RF) che viene trasmessa/ricevuta
dalle antenne. Nel radiomobile è dell’ordine
di qualche GHz
RG
Residential Gateway
Modem-Router WiFi che connette la rete
domestica con quella esterna
RNC
Radio Network Controller
Controllore G delle risorse radio con funzioni analoghe al BSC G
Roaming
Letteralmente vagabondare. Funzionalità di
aﬃliazione a una rete di un altro operatore
su cui svolgere il servizio con lo stesso terminale
RP
RAT/Frequency
Selection Priority
È la priorità che può essere assegnata dall’operatore ai RAT/ layer frequenziale che va
tenuta in conto nel processo di cell selection
e reselection
RRP
Radio Resource Pool
Combinazione di RAT, layer frequenziali,
tipologie di cella utilizzabile per instaurare una chiamata. Una pluralità di radio resource pool costituisce una rete radiomobile
eterogenea
RTMS
Radio Telefono Mobile di
Seconda generazione
Introdotto nel
, operante a
MHz, è
stato il primo sistema radiomobile cellulare
con handover, funzionalità presente in tutte
le successive generazioni di sistemi radiomobili
130
Easy LTE
RTP
Real Time Transport protocol
Media impiegato per la voce e la videoconferenza in IMS
SAE
System Architecture Evolution
Denominazione equivalente a EPC (Evolved
Packet Core) che identifica la core network
LTE
SAE GW
System Architecture
Evolution Gateway
Apparato della rete core LTE che si occupa del routing dei dati utente. Rappresenta
l’ancora locale del traﬃco in rete di accesso
e corrisponde, facendo un paragone con il sistema UMTS, all’elemento del piano utente
dell’SGSN
SCC AS
Service Centralization and
Continuity Application Server
Gestisce le funzioni di continuità del servizio
in IMS
SCEP
Simple Certificate
Enrolment Protocol
Protocollo per la gestione dei certificati digitali
Scheduler
Entità che gestisce l’allocazione delle risorse
alle varie sessioni. Per esempio supponendo
di dover trasmettere due sessioni istanziate
su terminali diversi, la risorsa radio può essere equamente condivisa (scheduler round
robin), oppure assegnata prevalentemente al
terminale che sperimenta una migliore qualità di canale e che quindi ha una aspettativa
di throughput maggiore
Gerarchia per il trasporto a circuito delle
informazioni. La sincronicità permette di
reperire facilmente un flusso tributario multiplato entro un flusso aggregato
SDH
Syncronous Digital Hierarchy
SDMA
Space Division
Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Spazio. Nelle trasmissioni radio viene così catalogata
la trasmissione multiantenna quando, sagomando opportunamente il diagramma di
irradiazione mediante il beamforming, si
trasmettono sulle stesse risorse informazioni diverse verso utenti collocati in direzioni
diverse
Glossario 131
SDR
Software Defined Radio
Tecnica di realizzazione di vari standard
trasmissivi su una stessa piattaforma mediante applicazioni software
Sec GW
Security Gateway
Apparato utilizzato come terminazione dei
tunnel IPSec per la protezione del traﬃco
(confidenzialità, autenticazione, integrità)
crittografato verso e da l’eNB
Security
Insieme delle procedure per garantire la
sicurezza dell’informazioni, in termini di
autenticazione delle entità che comunicano tra loro, integrità dei dati ricevuti (senza omissioni o alterazioni), confidenzialità
(impossibilità di decodifica non autorizzata
delle informazioni)
Segnalazione
Informazione di supporto a una connessione. Ad esempio nella trasmissione a
pacchetto il datagramma è composto da
un campo segnalazione (header) in cui risiedono l’indirizzo di sorgente, quello di
segnalazione, la qualità del servizio richiesta ecc., e da un campo in cui è contenuto il
traﬃco dati da trasferire (payload)
Selection
È il processo, a valle dell’accensione di scelta della prima cella da parte del terminale,
cella attraverso cui avverrà la registrazione
alla rete. La selezione avviene su base di livelli di segnale ricevuto dai canali di controllo faro beacon e indicazioni di priorità
Selettività
Descrive la diversa attenuazione che un sistema esercita a varie frequenze, In particolare un filtro ha come funzione la selettività
e la banda in cui attenuazione è trascurabile viene detta banda passante, quella dove è
molto alta banda oscura. Ad esempio, per
ridurre i disturbi, è importante che il segnale all’uscita dall’antenna attraversi un
filtro con banda passante pari alla banda del
segnale reiettando così i disturbi presenti in
bande complementari a quella del segnale
Self Configuration
Configurazione Assistita
Auto Configurazione)
(letteralmente
132
Easy LTE
Self Healing
Self Optimization
Ripristino Assistito (letteralmente Auto
Guarigione)
Ottimizzazione Assistita
Auto Ottimizzazione)
(letteralmente
Service Profiling
Definizione del profilo di servizio (caratteristiche essenziali)
SET initiated
Procedura di localizzazione iniziata da Mobile (handSET)
SFC
Space Frequency Coding
Modalità di funzionamento del MIMO che
consente di migliorare il rapporto segnale
interferenza in ricezione combinando repliche ricevute dello stesso segnale dopo
che queste sono state trasmesse su antenne
diverse dopo precodifica
SGSN
Serving GPRS Support Node
Gestisce, per la componente a pacchetto, la
mobilità su macro aree dette Routing Area.
Analogamente all’MSC, l’SGSN è coinvolto
nelle procedure di accesso alla rete e ai servizi e per la tassazione nel dominio a pacchetto
SGU
Stadi di Gruppo Urbano
Sede di elemento di commutazione a circuito di rete fissa collegato agli stadi di linea;
essendo un edificio ad uso sociale viene utilizzato per l’installazione degli elementi di
rete
SGW
Serving Gateway
Gestisce lo User Plane. Si interfaccia alle
reti IP esterne e quindi ha l’architettura di
un router. Consente il trasferimento dati in
mobilità
SIM
Subscriber Identity Module
Smart card che contiene i dati identificativi
dell’utente e dati supplementari (ad esempio la rubrica)
SIMO
Single Input Multiple Output
Sistema di antenna costituito da due o più
antenne in ricezione (RX Diversity) e una
singola antenna in trasmissione
Single User
Si riferisce a una prestazione, ad esempio
il throughput, calcolata come se ci fosse un
solo utente per cella
Glossario 133
SINR
Signal over Interference plus
Noise Ratio
Rapporto fra la potenza del segnale utile S
e la somma (N+I) di quella del rumore N e
dell’Interferenza I. Maggiore è il SINR maggiore è la qualità del canale radio; l’SINR è
di largo uso nella tecnica radiomobile poiché il fattore limitante le prestazioni è sia
l’interferenza, visto il largo riuso delle risorse radio, che il rumore
SIP
Session Initiation Protocol
Protocollo di segnalazione per il controllo
di sessioni di comunicazione voce e video
che impiegano il protocollo IP
SISO
Single Input Single Output
Sistema di antenne singole, una sulla stazione e una sul terminale. Viene utilizzato
raramente nel radiomobile: solo in caso di
impossibilità di installare due antenne riceventi in diversità nella stazione radio
Site Sharing
Ci si riferisce non tanto alla coesistenza nel
sito radio di tecnologie diverse ma di Operatori diversi.
SL
Stadio di Linea
Sede di elemento di commutazione a circuito di rete fissa collegato agli utenti; essendo
un edificio in uso sociale viene utilizzato
per l’installazione degli elementi di rete
SLg
Interfaccia SLg
Interfaccia di positioning fra nodi GMLC e
MME
SLh
Interfaccia SLh
Interfaccia di positioning fra nodi GMLC e
HSS
Slot
Letteralmente apertura. In frequenza si utilizza frequency slot per indicare un canale
in frequenza in cui trasmettere, nel tempo
si usa time slot per indicare uno spazio di
tempo, che si ripete in maniera ciclica, in
cui trasmettere
SLs
Interfaccia SLs
Interfaccia di positioning fra nodi E-SMLC
e MME
SM
Spatial Multiplexing
Modalità di funzionamento nel MIMO che
consente, in un canale scorrelato e per SINR
suﬃcientemente elevati, di moltiplicare la
134
Easy LTE
capacità per il numero delle antenne, inviando su ciascuna antenna in parallelo informazioni diverse
Smartphone
Dispositivo mobile multimediale con possibilità di caricare applicazioni
SMLC
Serving Mobile
Location Center
Nodo che eﬀettua il calcolo della posizione
interagendo con i nodi di rete
SMS
Short Message Service
Breve messaggio di testo trasportato dalla
rete radiomobile. Servizio inizialmente fornito dal GSM e poi esteso a tutte le tecnologie di accesso radio e anche alla rete fissa
SNOW G
Protocollo utilizzato nella rete G e LTE per
la cifratura e integrità dei dati
SNR
Signal over Noise Ratio
Rapporto fra la potenza del segnale utile S
e quella del rumore N. Maggiore è il SNR
maggiore è la qualità del canale radio
SON
Self Organising Network
Rete che adatta i parametri a sua disposizione per il massimo della prestazione, supportando le scelte dell’Operatore
Sottobande
Frazioni di banda che rappresentano il minimo slot in frequenza dell’OFDMA
Spectral Eﬃciency
Indicatore di eﬃcienza di trasmissione
in una banda di frequenza assegnata. Il
rapporto SE è dato da throughput/banda
[(bit/s)/Hz]
Spettro
Rappresentazione in frequenza di un segnale
SPID
Subscriber Profile Identifier
Identità del cliente che serve per gestire una
QoS personalizzata secondo il profilo di
servizio sottoscritto
SRMC
Servizio Radio Mobile
di Comunicazione
Sistema Radiomobile Analogico semiautomatico (
) operante a
MHz con
celle molto grandi (
km) senza handover
SRVCC
Single Radio Voice
Call Continuity
Transizione in continuità da LTE (Voice
over PS:Volte) a G/ G (Voice over CS) nel
caso di assenza di copertura con Voice over
PS. La ragione della denominazione Single
Glossario 135
Radio è che la funzionalità è specificata per
terminali con una solo ricetrasmettitore radio
Subscriber Profile ID
È un’informazione (opzionale) che è memorizzata in core network e che può essere
sfruttata per un trattamento selettivo degli
utenti (esempio: fissare diverse priorità di
RAT-frequenza per far accampare su celle
diverse utenti diversi)
SUPL
Secure User Plane Protocol
Protocollo per il trasporto di informazioni
di localizzazione sul piano di utente (user
plane)
Switching
Commutazione, su base segnalazione, di
informazione da un ingresso a una uscita
del nodo, l’istradamento è temporaneo
Tablet
Computer a forma di tavoletta con tastiera
touchscreen dotato di tecnologia di comunicazione (ethernet, wi-fi, radiomobile)
TACS
Total Access
Communications System
Sistema Radiomobile Analogico operante a
MHz con celle piccole e ad alta capacità,
introdotto in Italia nel
TC
Triple Carrier
Tripla Portante. Si utilizza nel caso dell’HSPA per indicare quando questo servizio
sia svolto su tre portanti adiacenti con una
triplicazione del troughput della singola
portante (ad esempio con il
QAM si ha
un Tput single user di
Mbit/s) rispetto
ai
Mbit/s del SC (Single Carrier) e il
Mbit/s del DC (Double Carrier)
TDD
Time Division Duplexing
La trasmissione contemporanea da e verso
il terminale è ottenuta assegnando intervalli di tempo diversi per ciascun verso
TDM
Time Division Multiplexing
Multiplazione a Divisione di Tempo in cui
flussi digitali tributari vengono intercalati
nel tempo tramite un multiplatore per generare un flusso aggregato a velocità netta
pari alla somma delle velocità dei tributari.
La velocità eﬀettiva dell’aggregato aumenta
rispetto alla somma di quella dei tributari,
per l’inserzione di canali di sincronizzazione e di servizio
136
Easy LTE
TDMA
Time Division Multiple Access
Telco
Accesso Multiplo a Divisione di Tempo: i
vari terminali posti il posizioni spaziali diverse accedono al mezzo trasmissivo (canale radio, canale ottico) in tempi diversi, non
sovrapponendosi a destinazione
Operatore di Telecomunicazioni
Throughput
Flusso informativo trasferito. Tipicamente
si parla di Tput di picco, Tput medio, User
Tput , Tput totale di cella (detto anche Tput
single user)
Tilt
Angolo di inclinazione dell’antenna rispetto all’orizzontale. Tipicamente per delimitare la cella si usano tilt positivi detti anche
downtilt, esistono casi anche di uptilt per
fornire il servizio da terra ai piani più alti
dei grattacieli
TLS
Transport Layer Security
Protocollo di crittografia per la securizzazione delle applicazioni client/server tramite: negoziazione fra le parti dell’algoritmo
da utilizzare per la cifratura, autenticazione
attraverso l’uso di certificati, cifratura simmetrica e autenticazione dei messaggi
TM
Tracing Management
Tracciamento temporale di eventi per stabilire eventuali correlazioni e inferire sulla
causa di fenomeni quali guasti, cattiva qualità etc
TMSI
Temporary Mobile Subscriber
Identity Identità Temporanea Utente Mobile (SIM)
Touchscreen
Schermo tattile che permette all’utente di interagire con una interfaccia grafica
TR
Transport
Trasmissione a distanza dell’informazione
Trigger
Procedura di localizzazione basata sul verificarsi di un evento radiomobile (ad esempio
SMS)
Trigger
Procedura di localizzazione basata sul verificarsi di un evento radiomobile (ad esempio
SMS)
Glossario 137
Trusted
Fidato, sicuro - termine utilizzato in Sicurezza ad esempio per una fonte o per un luogo
TS
Traﬃc Steering
È il risultato di un algoritmo di CRRM che
smista le varie tipologie di traﬃco verso specifici RRP secondo determinati obiettivi di
servizio
TTA
Telecommunications
Technology Association
TTC
Telecommunication
Technology Committee
Ente di standardizzazione coreano
Ente di standardizzazione giapponese
TTI
Transmission Time Interval
Intervallo di tempo dopo il quale la configurazione trasmissiva può essere variata
Tunneling
Tecniche per cui un protocollo viene incapsulato in un altro protocollo ad es. per inserire funzionalità aggiuntive (ne è un esempio la crittografia)
TV streaming
Indica un flusso di dati trasmessi da una
sorgente verso un utilizzatore, per una sua
fruizione immediata
UBB
Ultra Broad Band
Banda Ultra Larga: nella terminologia TI
definisce il servizio HSPA a
Mbit/s e il
servizio LTE
UE
User Equipment
Il terminale mobile (UE terminologia G e
LTE) è composto da un ricetrasmettitore radio e da una smart card asportabile (USIMU Universal Subscriber Identity Module)
che contiene i dati identificativi dell’Utente, utilizzati per l’accesso al servizio e per
l’autenticazione
UICC
Universal Integrated
Circuit Card
È la smart card che assicura la riservatezza
e l’integrità dei dati dell’utente. Ospita le
applicazioni SIM in G e USIM in G e LTE
138
Easy LTE
UL
Uplink
Trasmissione dal terminale verso la stazione radio base: il termine prende le mosse
dalla sopraelevazione delle antenne della
stazione radio base rispetto ai terminali
UMTS
Universal Mobile
Telecommunications System
Sistema Radiomobile Digitale Mondiale di
terza generazione a banda larga con la funzionalità di Video Chiamata a circuito, lanciato in Italia nel
Unità Logaritmiche
Si tratta dei dB e dBm che consentono agevolmente operazioni su grandezze trasmissive. Ad esempio, dato un feeder alimentato
con una potenza Pi di W (+ dBm) e con
attenuazione A
volte (
dB) la potenza all’uscita Po=Pi-A= - =
dBm cioè
mW
Up Converter
Dispositivo per la traslazione di uno spettro
dalla frequenza in cui è posizionato a una
frequenza più alta. È utilizzato per la conversione da Frequenza Intermedia a Radio
Frequenza
Up Loading
URL
Uniform Resource Locator
User Experience
Trasferimento dati verso la rete
Sequenza di caratteri che identifica l’indirizzo di una risorsa in Internet
Esperienza (di uso) dell’utente
USIM
Universal Subscriber
Identity Module
Evoluzione per il sistema G della SIM
card che presenta una maggiore capacità
di memoria e la possibilità di oﬀrire nuovi
servizi aggiuntivi. All’interno della USIM
sono memorizzate le credenziali necessarie
all’autenticazione del cliente (algoritmi di
autenticazione e chiavi di sicurezza), i dati
privati del cliente e alcune informazioni tipiche dell’operatore mobile che distribuisce
la USIM (ad es. la lista delle reti preferite)
UTRAN
UMTS Terrestrial Radio
Access Network
Standard di accesso radio terrestre del sistema UMTS
Glossario 139
Valore di Attenzione
VAS
Value Added Services
Limite italiano di campo elettrico da non
superare in zone accessibili alla popolazione per esposizioni prolungate superiori a
h ( V/m)
Servizi a valore aggiunto
VLR
Visitor Location Register
Archivio, associato all’MSC, contenente
una copia dei dati contenuti nell’HLR degli utenti in visita (dell’operatore e di altri
operatori nazionali ed esteri) attualmente
presenti in area MSC. Dialoga con l’HLR per
aggiornarlo dei clienti in visita
VoIP
Voice over IP
Tecnologia per servizio telefonico tramite
una connessione Internet o altra rete dati
basata su IP
VoLTE
Voice over LTE
Tecnica per consentire servizi a circuito sulla rete LTE che è soltanto a pacchetto IP. In
questo caso si utilizza l’IMS
WDM
Wavelength Division
Multiplexing
Multiplazione a Divisione di Lunghezza
d’onda. L’informazione di vari flussi ad alta
velocità viene trasferita su una lunghezza
d’onda della luce (modulandola in intensità), sommata e trasmessa a distanza su una
fibra ottica. La demultiplazione avviene in
maniera inversa
Web Browsing
Applicazione software per navigare nel
WWW
Web Surfing
Navigazione nel web
WiFi
Wireless Fidelity
Sistema di trasmissione dati a pacchetto
che consente il collegamento wireless di dispositivi (computer, tablet etc) alla WLAN
WLAN
Wireless Local Area Network
Lan con accesso wireless da parte dei terminali
WWW
World Wide Web
Servizio di Internet che permette di usufruire di un insieme vastissimo di contenuti e
di diversi servizi
Ringraziamenti
Editor
Paolo Semenzato
Revisori
Valeria D’Amico
Flavio Muratore
Autori
Sergio Barberis
Massimo Barbiero
Graziano Bini
Andrea Buldorini
Marco Caretti
Ivano Salvatore Collotta
Luciana Costa
Giovanna D’Aria
Grazia De Nitto
Giuseppe Ferraris
Maurizio Fodrini
Maria Pia Galante
Paolo Gianola
Piero Lovisolo
Michele Ludovico
Claudia Maccario
Fabio Mazzoli
Franco Pattini
Luca Piccinelli
Giovanni Romano
Dario Sabella
Paolo Semenzato
Ringraziamenti
Armando Annunziato
Michela Billotti
Patrizia Bondi
Andrea Castellani
Umberto Ferrero
Mauro Ficaccio
Daniele Franceschini
Alessandro Guerrieri
Nicola Pio Magnani
Roberto Maxia
Bruno Melis
Loredana Saviano
Antonio Soldati
Impaginazione e Grafica
Marco Nebiolo