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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 LTEa cura di Paolo Semenzato
7
Prefazione
LTE è adesso!LTE (Long Term Evolution) è la nuova rete radiomobile a diff usione mondiale lanciata da Telecom Italia alla fi ne del
, dieci anni dopo l’UMTS e venti dopo il GSM. LTE si caratterizza per la grande velocità di trasmissione e il ridot-to 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, lavo-rare e divertirci, favorendo servizi di largo appeal: video on line, videoconferenza, giochi on line, ausilio alla guida, assistenza sa-nitaria a distanza.LTE richiede investimenti cospicui per le frequenze licenziate, i siti radio, gli apparati radiomobili, i collegamenti trasmissivi, i siste-mi di gestione e supporto.Per fruire appieno di tutto il potenziale della nuova rete è richiesto un aggiornamento diff uso delle conoscenze, in termini di tecni-che, 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 de-cennio 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 ItaliaGiuseppe Roberto OpilioGiGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG ussssssssssepeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee pe Robbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbbereeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee to Opilio
8 Easy LTE
Indice
. Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia . . . . . . .. Reti Radiomobili Cellulari . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Rete Radiomobile Cellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Architettura di una rete radiomobile cellulare . . . . . . . . . . .. Reti GSM e UMTS: componente a Circuito . . . . . . . . . . . . . .. Reti GSM e UMTS: componente a Pacchetto . . . . . . . . . . . .
. Standard Radiomobili . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Organizzazione del GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Evoluzione del GPP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Dopo LTE-A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Ecosistema LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Perché LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. LTE come asset competitivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Realizzazione Rete Cellulare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Frequenze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Progettazione Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Ottimizzazione Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Self Organizing Network (SON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Coesistenza e Colocazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Coesistenza LTE - DVBT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Coesistenza LTE - Radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Colocazione LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Core Network LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Architettura LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Voce su LTE: CSFB, VoLTE, SRVCC, IMS . . . . . . . . . . . . . . . .. Traffi c Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Accesso Radio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Accesso Multiplo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. MIMO Multiple Input Multiple Output . . . . . . . . . . . . . . . .. Prestazioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9
. Rete eterogenea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Procedure a supporto del CRRM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Scenari inter RAT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. LTE-Advanced . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Sistemi di trasmissione multi antenna MIMO . . . . . . . . . . .. Relay Nodes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. COMP, ECIC, CA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Evoluzione del throughput . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Effi cienza energetica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Terminali LTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Funzionalità . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Categorie di terminali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Piattaforme di Servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Enriched Communication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. High Defi nition Video Conference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Servizi Video, Cloud, Gaming . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Localizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Augmented Advertising . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. Backhauling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Certifi cati Digitali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Glossario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
111 Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia
Evoluzione del Radiomobilein Telecom Italia
1
La rete radiomobile di Te-lecom Italia si è svilup-pata nel corso degli anni
spesso anticipando le evolu-zioni delle tecniche e delle tec-nologie trasmissive. Le reti si sono evolute da analogiche a digitali, sfruttando così la do-vizia di opportunità associate all’utilizzo della tecnica digita-le. La velocità di trasmissione, la capacità di rete, l’effi cienza di trasferimento dell’infor-mazione per unità di banda è cresciuta moltissimo con l’e-volvere degli standard. Attual-mente coesistono in rete le tre tecnologie radiomobili GSM, UMTS, LTE (cfr. fi gura ), atti-vate 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 giun-gere infi ne alla comunicazione arricchita. Tutto questo con un miglioramento delle prestazio-ni ad ogni ammodernamento di tecnologia.
1.1 Reti Radiomobili Cellulari
Dopo gli anni pionieristici di SRMC nella gamma MHz (Servizio Radio Mobile di Co-municazione) e RTMS a MHz (Radio Telefono Mobile di Seconda generazione), il primo sistema radiomobile di massa è stato il TACS (Total Access Com-munications System), sistema
12 Easy LTE
I II III
Decade
GSM
Voice &SMS
UMTS
Voice &Data
LTE
EnrichedCommunication
analogico di prima generazio-ne operante a MHz, nella sua versione E-TACS (Evol-ved TACS), lanciato dall’allora SIP nel in occasione dei mondiali di calcio. Col TACS la tecnologia inizia a off rire alla clientela anche terminali hand-held, in aggiunta ai veicolari e trasportabili.Ma è con il primo sistema digitale a standard europeo GSM (Global System for Mo-bile 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 Mobi-le), divisione radiomobile di Telecom Italia, con il solo ser-vizio voce, al quale si aggiun-ge un anno dopo il servizio di messaggistica testuale SMS (Short Message Service).La crescita del traffi co radio-mobile inizia rapidamente a saturare le risorse di frequen-za a disposizione di TIM nella gamma dei MHz, così nel
comincia il dispiega-mento nella gamma dei MHz, aggiornando la rete
Figura 1 - Evoluzione decadale delle reti radiomobili
131 Evoluzione del Radiomobile in Telecom Italia
GSM alla versione dual-band, che permette un incremento della capacità di rete, asse-gnando automaticamente ri-sorse 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 condi-viso 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 velo-cità di trasmissione. Poiché la prossima tecnologia UMTS (Universal Mobile Telecom-munications System) non è ancora matura, TIM nel decide di aggiornare tutta la rete GSM/GPRS alla tecnolo-gia EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution), che permet-te 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
MHz, sperimentato nel , lanciato nelle principali città italiane già nel e succes-sivamente esteso sia a tutti i capoluoghi di provincia, sia a gran parte del territorio italia-no, 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 cana-le a pacchetto ad alta velocità condiviso tra più utenti e tec-niche trasmissive avanzate, incrementando la velocità e ri-ducendo la latenza. L’HSDPA in questa fase (fase ) consen-te velocità di trasmissione di picco in DL fi no a , Mbit/s. L’HSDPA è stato ulteriormen-te aggiornato nel corso del
con la fase con velocità in DL fi no a , Mbit/s e poi a inizio a , Mbit/s. Parallelamente e con le stesse tempistiche è stata anche in-trodotta la modalità HSUPA (High Speed Uplink Packed Ac-cess) per UL (up-link), cioè dal terminale alla stazione radio, con incremento della velocità fi no a , / Mbit/s su tutta la rete e fi no a , Mbit/s in aree di interesse.
14 Easy LTE
Nuove funzionalità sono pre-viste dallo Standard con il nome di HSDPA Evolution, o HSDPA+, per velocità fi no a Mbit/s con modulazione QAM e fi no a Mbit/s con trasmissione multi-antenna MIMO x . Per quanto riguar-da le connessioni a Mbit/s (MIMO) TIM è stata, nel lu-glio , il primo operatore al mondo a sperimentare tale tecnica trasmissiva. Il servi-zio a Mbit/s è stato intro-dotto in diverse aree ed è in corso di introduzione quello a Mbit/s con la tecnica DC (dual-carrier) che aff ascia due canali UMTS ( x MHz).Un ulteriore salto tecnologico è rappresentato da LTE (Long Term Evolution), che consente con MHz di banda e ter-minali di categoria (vedi ca-
pitolo sui terminali) velocità fi no a Mbit/s in DL e Mbit/s in UL; la latenza mi-gliora e ciò consente servizi ad ampia interattività. I prossimi terminali di cat. raggiunge-ranno velocità di picco in DL
Mbit/s e Mbit/s in UL. Telecom Italia ha svolto le pri-me sperimentazioni di sistemi pre-LTE già a fi ne , con trial di soluzioni LTE che sono proseguiti negli anni seguenti.Dopo la gara del settembre
, Telecom Italia ha ac-quisito la disponibilità delle gamme degli , , MHz per il servizio LTE.A novembre , si è svolto il lancio commerciale del ser-vizio dati LTE di Telecom Ita-lia, dall’inizio di febbraio quello del servizio voce/dati LTE ■
152 Rete Radiomobile Cellulare
Rete di Accesso Radio
BackhaulingCore
Network
Rete Radiomobile Cellulare2
Una 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 ter-minali, nodi di core network, che svolgono la funzione di commutazione e collegamen-ti trasmissivi (backhauling), che connettono i nodi radio ai nodi core (cfr fi gura . ).
Figura 2.1 - Schema generale di una rete radiomobile
16 Easy LTE
2.1 Architettura di una rete radiomobile cellulare
Si descrive adesso la struttura di una rete radiomobile cellu-lare (cfr. fi gura . )Il collegamento radio dell’uten-te alla rete si ottiene attraverso un ricetrasmettitore collegato a un’antenna che fornisce coper-tura radio ai terminali radio-mobili presenti in una zona di territorio detta cella. In un sito radio ci sono tipicamente tre antenne che realizzano tre cel-le sfalsate tra loro; l’insieme dei ricetrasmettitori del sito viene detto Stazione Base. La coper-tura continua del territorio si realizza attraverso numerose celle adiacenti.Il traffi co massimo smaltibile T in una cella è funzione del numero massimo di risorse trasmissive allocabili nella cel-la stessa; T è dato dal prodot-to della densità superfi ciale di traffi co t per la superfi cie S della cella. Quindi una cella che copre un territorio ad alta densità di traffi co t (es. urbana) avrà una superfi cie S minore di quella che ne copre uno a bassa densità (es. rurale). La nomen-
clatura delle celle in ordine de-crescente di dimensione è: Ma-crocella, Microcella, Picocella, Femtocella.Quando l’utente è in mobili-tà, nel passaggio da una cella all’altra, in assenza di contro-misure la connessione cadreb-be, evento che viene escluso attraverso la funzionalità di handover che trasferisce auto-maticamente la connessione su risorse radio della cella di destinazione. La funzionalità di Controllo della Rete Radio gestisce l’asse-gnazione iniziale delle risorse radio, la nuova assegnazione per handover e il rilascio fi na-le (cfr. fi gura . ). Il controllo della rete radio può essere al-locato 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 connessio-ne fra il terminale radiomobile e un altro terminale, sia radio-mobile sia fi sso, compete alla funzionalità di Commutazione che provvede all’istradamento, su base selezione, fra sorgente e destinazione (cfr. fi gura . ).
172 Rete Radiomobile Cellulare
Figura 2.2 - Architettura generale di una Rete Radiomobile Cellulare
Altre Reti
Backhauling
Antenna
TerminaleCella
Stazione Base
Chiamata mobile-mobile
CollegamentoRadio
Rete Core
Accesso Radio
Commutazione Transito
Controllo Rete Radio Controllo Rete Radio
Commutazione Commutazione
La realizzazione della connes-sione può essere svolta diretta-mente o attraverso la funziona-lità di Transito all’interno della stessa rete dell’operatore e ver-so altre reti fi sse e mobili. La funzionalità di localizzazione dell’utente radiomobile chia-mato consente di determinare verso quale cella instradare la connessione.
La commutazione può avve-nire secondo due tecniche: la commutazione di circuito CS (Circuit Switching), dove le risorse impiegate nel percor-so da sorgente a destinazione sono assegnate alla connessio-ne per tutta la sua durata; la commutazione di pacchetto PS (Packet Switching), dove i sin-goli 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 pre-sentano congiuntamente la rete GSM (Global System for Mobile Communications) di seconda generazione ( G) e UMTS (Universal Mobile Te-lecommunications System), di terza generazione ( G) prima nella componente a circuito e poi in quella a pac-chetto. La rete GSM e quella UMTS, fatte salve le interfac-ce radio, sono infatti molto simili dal punto di vista ar-chitetturale.
2.2 Reti GSM e UMTS: componente a Circuito
Si descrive la componente a circuito CS (cfr. fi gura . ) uti-lizzata per voce e videochia-mata.I terminali mobili, denominati MS (Mobile Station) in G e UE (User Equipment in G), sono composti da un ricetrasmetti-tore radio e da una smart card SIM (Subscriber Identity Mo-dule), o USIM (Universal SIM),
per le procedure di sicurezza di rete.La rete di accesso radio è costi-tuita da ricetrasmettitori de-nominati 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 Control-ler) in G, che interconnetto-no le stazioni radio base alla Core Network e amministrano le risorse radio, garantendo anche l’handover.I nodi di commutazione a cir-cuito MSC (Mobile Switching Center Server) realizzano le funzioni tradizionali di com-mutazione telefonica: super-visione della connessione (Call Control), instradamento (Switching), documentazio-ne del traffi co (Accounting) e intercettazione su richiesta della Magistratura (Lawful Interception). Analoghe fun-zioni sono implementate nel dominio a pacchetto. Si re-alizzano inoltre le funzioni specifi che di gestione della mobilità attraverso le funzio-ni HLR (Home Location Regi-ster) e VLR (Visitor Location Register): il primo è un data-
192 Rete Radiomobile Cellulare
Figura 2.3 - Architettura rete radiomobile a circuito GSM/UMTS (2G e 3G)
MS
GSM GSM
MS
BTS
BTS
NodeB
BSC
HLR
Core NetworkRadio Network
MGW
MSC-SVLR
GWMSC
CircuitNetwork
to HLR
MS Mobile StationBTS Base Transceiver StationBSC Base Station ControllerNB NodeBRNC Radio Network ControllerMSC Mobile Switching Center
MSC-S MSC ServerMGW Media GatewayGW MSC GatewayVLR Visitor Location RegisterHLR Home Location Register
MGW
MSC-SVLR
RNC
UE
GSM
UMTS
base centralizzato residente nella Home Mobile Network (la rete a cui l’utente è sot-toscritto) che contiene i dati di sottoscrizione, autentica-zione e posizione d’utente (in termini di VLR); il secondo associato a ciascun MSC e re-sidente 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’u-tente 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 ri-sponderà dalla cella in cui si trova e verso la quale sarà in-stradata la chiamata.Le funzioni di un MSC sono tipicamente implementate in MSC-S (Mobile Switching Cen-ter Server), MSC-MG (MSC-Media Gateway) secondo una separazione logico-funzionale tra le procedure relative al controllo della mobilità e dei servizi (MSC-S) e quelle rela-tive al trasporto/elaborazione del piano utente (MSC-GW) (es. transcodifi ca).
2.3 Reti GSM e UMTS: componente a Pacchetto
Si descrive la componente a pacchetto PS utilizzata per i servizi dati (cfr. fi gura . ).La rete di accesso radio (No-deB e RNC) coopera con i nodi di commutazione di pacchetto GSN (GPRS Sup-port 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 gesti-sce l’autenticazione e la mobi-lità d’utente, sia in rete di ap-partenenza, 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’uten-te instaurano tra loro una con-nessione cifrata, denominate “tunnel GTP” (GPRS Tunnel Protocol), per il trasporto con-fi denziale del traffi co IP. Sono previste delle ottimizzazioni attraverso la funzionalità op-zionale denominata Direct Tunnel che consiste nell’in-staurazione di un tunnel GTP direttamente tra RNC e GGSN, per semplifi care l’architettu-ra di trasporto, riducendo la latenza all’interno della rete mobile.Per l’accesso ai servizi erogati dalle varie reti dati è necessa-rio che l’utente specifi chi sul proprio terminale l’identifi -cativo del servizio attraverso
212 Rete Radiomobile Cellulare
Figura 2.4 - Architettura rete radiomobile a pacchetto GPRS (2G e 3G)
MS
GSM GSM
MS
BTS
BTS
NodeB
BSC
HLR
Core NetworkRadio Network
SGSN GGSN
PacketNetwork
(APN)
to HLR
MS Mobile StationBTS Base Transceiver StationBSC Base Station ControllerNB NodeBRNC Radio Network Controller
SGSN Serving GPRS Support NodeGGSN Gateway GPRS Support NodeHLR Home Location RegisterAPN Access Point Name
SGSN
RNC
UE
GSM
UMTS
l’APN (Access Point Name). Gli APN sono classifi cabili in tre categorie in funzione dell’accesso a servizi: dell’ope-ratore, Corporate (un APN per ogni Corporate, in genere), In-ternet.La rete assegna il GGSN fra quelli disponibili in funzione dell’APN e questo nodo sarà
mantenuto per tutta la sessio-ne; il SGSN può invece variare a seconda degli spostamenti del terminale. Il GGSN, previa veri-fi ca dell’ammissibilità della ri-chiesta 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 traffi co dati, sia per garantire la
qualità di servizio sottoscritta dall’utente, sia per adempiere a richieste di intercettazione da parte dell’Autorità Giudi-ziaria ■
233 Standard Radiomobili
Standard Radiomobili 3
La standardizzazione in-ternazionale rappresen-ta un fattore di succes-
so dell’industria radiomobile, consentendo l’interoperabili-tà, il roaming internazionale e garantendo signifi cative eco-nomie di scala e ampia scelta di modelli di terminali.
3.1 Organizzazione del 3GPP
Nel è nato l’ente di stan-dardizzazione 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 del-le specifi che 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 organiz-zato in quattro TSG (Technical Specifi cation Group): GERAN (GSM EDGE Radio Access Net-work), RAN (Radio Access Net-work), SA (System Aspects), CT (Core network & Terminals), articolati come in fi gura . .ITU (International Telecom-munications Union) è l’Agen-zia delle Nazioni Unite per l’ICT (Information & Com-munication Technology), di riferimento anche per paesi che non dispongono di pro-pri enti di standardizzazione. ITU-R (Radiocommunication Sector) ha accolto UMTS e le sue evoluzioni come LTE e sue evoluzioni nella famiglia
24 Easy LTE
IMT- (International Mo-bile Telecommunications) e LTE-A nella famiglia IMT-Advanced, estendendo così l’applicazione del lavoro del
GPP a livello mondiale. ITU-R identifi ca anche le nuove ban-de per i servizi radiomobili.
3.2 Evoluzione del 3GPPL’evoluzione delle princi-pali tecnologie GPP inizia
da UMTS ( ), prose-guendo per HSDPA e IMS ( ), HSUPA ( ), LTE e EPS ( ) e LTE-Advanced ( ), (cfr. fi gura . ).Il GPP ha avviato in Release la standardizzazione della nuo-va tecnologia ultrabroadband LTE denominata EPS (Evolved Packet System), suddivisa in in-terfaccia radio E-UTRAN (Evol-ved UMTS Terrestrial Radio Ac-cess Network) e Core Network
Figura 3.1 - Organizzazione del 3GPP
3GPP
GERAN RAN SA CT
Pro
Project Coordination Group
GERAN1: livello fisico
GERAN2: protocolli radio
GERAN3: testing terminali
RAN1: livello fisico
RAN2: protocolli radio
RAN3: interfacce tra nodidi rete radio
RAN4: prestazioni RF edi protocollo
RAN5: testing terminali
SA1: requisiti di servizio
SA2: architettura
SA3: sicurezza
SA4: codec
SA5: gestione di rete
CT1: protocolli
terminale-rete
CT3: interlavoro con reti
esterne e Policy Control
CT4: protocolli rete-rete
CT6: SIM/USIM e applicazioni su
smart card
Evoluzione dell’accesso
radio GSM/GPRS/EDGE
Evoluzione dell’accesso
radio UMTS ed LTE
Aspetti di servizio e
di sistema
Protocolli di rete
e terminali
253 Standard Radiomobili
EPC (Evolved Packet Core). La Release ha introdotto le pre-stazioni basilari di EPS: inter-faccia radio, Core Network solo pacchetto, funzionalità per il servizio voce, sia a circuito CSFB (Circuit Switched Fall-Back), 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 ottimizzazio-ni radio e funzionalità quali i servizi broadcast/multicast, la chiamata d’emergenza su IMS/LTE e la localizzazione. La Release è di rilievo prin-cipalmente per l’accesso radio, con LTE-Advanced, che con-sente velocità di picco fi no a
Mbit/s, con MHz di banda. Si introducono poi ot-
Figura 3.2 - Evoluzione delle tecnologie 3GPP
Rel 99(2000)
UMTSCS/PS
HSDPAIMS
HSPA+MM Tel
Rel 4(2001)
Rel 5(2002)
Rel 7(2006)
Rel 9(2009)
Rel 11(2012)
Rel
HSUPA
HSPA
LTE
LTE/A
LTE(EPS)Common
IMS
LTE-A Tool fordata
explosion
Rel 6(2004)
Rel 8(2008)
Rel 10(2010)
Rel 12(2014)
Rel
Pico/Femto Het NetImprovement
Radio&Core Enhancements
Local Area improvement
26 Easy LTE
timizzazioni a supporto del traffi co M M (Machine-to-Machine), del browsing Inter-net e dell’integrazione degli accessi non- GPP nel sistema EPS (es. possibilità per un ter-minale multi-modo di spo-starsi, magari con continuità di sessione, da accessi G/ G/LTE ad accessi ADSL/WiFi). La Release fornisce, in am-bito radio, l’ottimizzazione delle funzionalità di Release
CA (Carrier Aggregation), cioè la concatenazione di canali radio, in genere non contigui in gamme diverse ot-tenendo una “banda equiva-lente continua” che permette di raggiungere throughput proporzionali: ad ad esem-pio 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’aggregazio-ne di due bande da MHz, ciascuna proveniente da una delle gamme LTE assegnate. La release in ambito siste-ma introduce gli adeguamen-ti all’architettura di roaming per il servizio voce VoLTE. La
piattaforma PCC (Policy Con-trol & Charging) per le poli-tiche di gestione di rete e di QoS, viene estesa ad accessi fi ssi (non- GPP), ad esem-pio per controllare il traffi co generato da terminali mobili su accessi Wi-Fi/ADSL. Vie-ne poi abilitata la Deep Pa-cket Inspection del traffi co 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 fi ne del-le specifi che e la disponibilità commerciale, le soluzioni di Release non saranno pre-sumibilmente disponibili pri-ma del .
3.3 Dopo LTE-ANel giugno si è tenuto un workshop GPP sugli obietti-vi della Release e succes-sive. Non si specifi cherà una nuova interfaccia radio, ma ci si focalizzerà su incremento della capacità, ottimizzazioni della rete radio e di trasporto, miglioramento della user ex-perience, risparmio energeti-co, effi cienza economica.
273 Standard Radiomobili
Le tecnologie identifi cate 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 mo-bilità, aggregazione di por-tanti di celle diverse, ecc. Multi-Antenna/sito D
M I M O / b e a m f o r m i n g ; CoMP/MIMO (vedi capi-tolo su LTE Advanced). Interlavoro radio con il
WiFi. Nuove procedure per sup-
portare diverse tipologie di traffico e ridurne il carico di segnalazione. Nuove funzionalità per
M M (Machine to Machine) e SON (Self Organizing Net-work).
Sempre in Release i grup-pi SA/CT si occuperanno in-vece di: Ottimizzazioni della se-
gnalazione di rete a sup-porto dei terminali che scambiano frequentemente piccole quantità di dati, o soluzioni per la riduzione del consumo di batterie, per applicazioni M M o per
applicazioni residenti su smartphone. Estensioni alla piattaforma
di Policy Control & Charg-ing per terminali fissi atte-stati ad un Residential Gate-way (modem-router WiFi). Miglioramento delle policy di
selezione degli accessi WiFi (es. per poter decidere il pas-saggio su un’altra tecnologia radio in caso di sovraccarico di quella di partenza), con possibilità da parte dell’Ope-ratore di influenzare la sele-zione dell’interfaccia (fisica o logica) del terminale più opportuna.
In ambito SA tra le novità di ri-lievo per Release rientrano inoltre i servizi di prossimità ProSe (Proximity Services) per abilitare discovery e comuni-cazione 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 com-merciali non prima della se-conda metà del ■
28 Easy LTE
Ecosistema LTE4
Con il termine Ecosistema LTE si intendono ele-menti quali: la rete mo-
bile, i terminali, le piattaforme di servizio e le applicazioni che interlavorando secondo dina-miche innovative e virtuose porteranno a un cambiamen-to dello scenario di mercato e a servizi sempre più evoluti e diff usi.
4.1 Perché LTELe telecomunicazioni persona-li sono sempre più pervasive e always on: la maggior parte del traffi co dati è generato dal vi-deo on line e dal web browsing.La tecnologia LTE rappresen-ta un ulteriore abilitatore per l’accesso di mobile application su smartphone e tablet e per
lo sviluppo di nuovi scenari di business (cfr. fi gura . ). Ultravelocità mobile non è solo innovazione tecnologica, ma soprattutto garanzia di una Quality of Experience di alto livello attraverso una rete ca-pace di off rire servizi di quali-tà e sicuri nell’accesso al mon-
Figura 4.1 - Dispositivi, contesti, servizi abilitati da LTE
Digital D
ivide
Fixed Substitutio
nSmart Cities
Safety Automotive
Tab
let N
etb
ook
CE
divi
ce
Video
Multimedia
Entertainment
M2M
Internet of Things
LTE
294 Ecosistema LTE
do delle applicazioni mobili. LTE, con le sue elevate pre-stazioni e dispositivi innova-tivi, abilita sia il traffi co UBB (Ultra Broad Band) sia appli-cazioni sempre più avanzate (Video HD e D, Videoconfe-rence HD, e-health, automoti-ve, real time multi player ga-ming,…) e applicazioni M M (Machine to Machine).
4.2 LTE come asset competitivo
La GSA (Global mobile Sup-pliers Association) ha confer-mato che LTE è la tecnologia mobile con lo sviluppo più ra-pido a livello mondiale. I continenti più attivi nel lancio di LTE sono stati il Nord Ame-rica, in particolare USA e Cana-da (gli operatori di riferimento sono Verizon Wireless, AT&T e Metro PCS) e Asia (NTT-Do-CoMo, Korea Telekom). Segue poi l’Europa in cui i primi ser-vizi LTE sono stati lanciati in Svezia e Germania (rispettiva-mente TeliaSonera, Vodafone e Deutsche Telekom); in Italia il lancio di TIM e di Vodafone è avvenuto a fi ne .
Per diff erenziarsi dalle off erte G, molti operatori hanno de-
ciso di creare delle off erte pre-mium o sub-brand dedicato a LTE e di pubblicizzare quindi le off erte con un logo nuovo in cui compare quasi sempre la dicitura G, con slogan o im-magini che evocano dinamici-tà e velocità.Anche i terminali stanno di-ventando sempre di più dei driver e degli abilitatori di nuovi servizi in diff erenti con-testi. Ad esempio nell’ambi-to dell’intrattenimento e del multimedia stanno diff onden-dosi sempre di più i device de-dicati all’in-car entertainment, le nuove game console touch screen, le digital camera con SIM incorporata. Nel mer-cato stanno entrando anche i rollable display o i fl exible 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 spe-cializzato i risultati delle rile-vazioni.I dispositivi stanno inoltre evolvendo verso l’IoT (Inter-
30 Easy LTE
net of Things). In particolare si stanno diff ondendo una serie di applicazioni nell’ambito del M M che trovano attuazione ad esempio nella logistica, per il monitoraggio della merce an-che per immagini e nel control-lo del traffi co; nella security, per la sorveglianza e la visua-lizzazione da remoto di edifi ci/abitazioni o zone di particolare interesse delle nostre città. È quindi chiaro che l’introduzio-ne di tecnologie LTE in questi contesti permetta maggior pre-stazioni, in termini di velocità di trasferimento dati e qualità del servizio.L’ecosistema costituito dal-la rete, devices e piattaforme abilitate da LTE, porterà ad un cambiamento dello scenario di mercato e ad applicazioni sempre più evolute e pervasi-ve. Infatti i dispositivi, sempre più service driven, permette-ranno una forte crescita del traffi co mobile broadband in tutto il mondo. La tecnologia LTE rappresenta quindi un key asset per accompagnare la cre-scita del traffi co 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 cambian-do rapidamente e il trend nel medio periodo vedrà una de-crescita dei servizi voce e SMS soprattutto nei mercati saturi, mentre i dati e le nuove appli-cazioni traineranno la crescita dei ricavi. Per i servizi innovativi si pre-vede una sempre maggiore diff usione dei servizi cloud basati su storage centralizza-to e accesso multidevice (PC, smartphone, tablet, Smart TV, Game Console); una continua crescita del mondo delle mo-bile apps e del cloud gaming e naturalmente anche dei ser-vizi di Rich Call (come instant messaging, fi le sharing & video sharing), servizi, questi ultimi, capaci di sfruttare al meglio le ottime prestazioni di LTE so-prattutto grazie alla contenuta latenza. Per quanto riguar-da i dati, invece, una grossa leva sarà rappresentata dalla sempre maggiore diff usione di smartphone e tablet dotati di connettività LTE. Il traffi co internet da dispositivi mobili è in continua crescita e, come
314 Ecosistema LTE
accennato in precedenza, i di-spositivi saranno abilitatori di servizi di nuova generazione che contribuiranno ulterior-mente alla crescita del traffi co anche grazie alla diff usione della tecnologia LTE.Per quanto riguarda il posizio-namento dell’off erta LTE da parte dei vari operatori ci sono diff erenti strategie. Alcuni operatori hanno inve-stito nel lancio su larga sca-la del servizio LTE puntando sulla copertura capillare della popolazione e su un’off erta ag-gressiva in termini di pricing. Questo modello è adottato da-gli operatori che vogliono fa-vorire il passaggio veloce al G cercando di guadagnare dall’of-ferta del traffi co broadband G e facendo economie di scala sui dispositivi LTE. Molti operatori hanno inve-ce lanciato l’LTE come off erta premium, in cui hanno abbi-nato la connettività dati LTE a smartphone/tablet oppure in bundle a servizi di nuova generazione come Rich Call, Videomusic, Real Time Ga-ming. Il prezzo è di norma più alto rispetto alla connettività
G, ma l’off erta è più ricca.
Ci sono poi operatori che han-no puntato sulla sostituzione fi sso-mobile e cioè, valoriz-zando le prestazioni di LTE, off rono al cliente un servizio ADSL-like, ma su rete LTE in aree digital divide (cioè non coperte dal broadband fi sso). Gli operatori che sostengono questo modello di business si rivolgono quindi a clienti in aree digital divide, o a clienti broadband fi ssi con profi li di consumo medio/basso che vo-gliono eliminare la linea fi ssa e adottare unicamente il mo-bile. In alcuni Paesi, gli Operatori insieme alle Amministrazioni Nazionali si sono avvicinati al modello di business wholesale con l’obiettivo di eff ettuare il deployment congiunto della rete LTE ripartendo i costi tra gli appartenenti al consorzio. La connettività LTE viene of-ferta in modalità wholesale agli operatori del consorzio applicando a tutti le stesse ta-riff e, consentendo di fornire i servizi LTE in Paesi dove non sarebbe economicamente so-stenibile implementarne l’in-frastruttura da parte di un solo Operatore ■
32 Easy LTE
Realizzazione Rete Cellulare5
La realizzazione della rete radiomobile comprende le fasi di progettazione,
dispiegamento e ottimizzazio-ne continua, valorizzando le gamme di frequenza a dispo-sizione dell’operatore e utiliz-zando strumenti e metodo-logie in grado di rispondere velocemente alle nuove esigen-ze 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 cel-la che utilizza gamme alte può coprire un’area più piccola ri-
spetto a una cella operante in gamme basse, come schema-tizzato qualitativamente nella fi gura . .Si ricorda che nella modalità di trasmissione FDD (Frequency Division Duplexing) il collega-mento nella direzione dall’an-tenna 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 Di-vision Duplexing) la banda è la stessa per DL e UL, ma le due direzioni si alternano nel tem-po.Con la Gara Frequenze di Settembre del TIM e Vo-dafone (vedi fi gura . ) hanno acquisito la stessa quantità di banda LTE FDD ( blocchi da
+ MHz a MHz; blocco
335 Realizzazione Rete Cellulare
Figura 5.1 - Copertura qualitativa al variare della gamma di frequenza
Bassa Frequenza Media Frequenza Alta Frequenza
Figura 5.2 - Assegnazione frequenze LTE a seguito della gara del settembre 2011
5
Telecom Italia Vodafone Wind Tre
5 5 5
5
5
5
5 5 5
5
5
5
5 5 5 5 5
15
800 FDD
2600 FDD
1800 FDD
2600 TDD
Banda MHz Blocco Specifico
Gamma (MHz)
15
5
5
5
a MHz e blocchi a MHz). Wind si è aggiudicata blocchi a FDD (di cui uno
specifi co, cioè adiacente al ca-nale del servizio televisivo) e blocchi FDD nella banda a
34 Easy LTE
MHz ( è specifi co). 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 riassun-te di seguito: Banda MHz: garantisce
le migliori prestazioni in termini di copertura e pe-netrazione indoor. Banda MHz: offre pre-
stazioni intermedie in ter-mini di copertura e penetra-zione indoor. In tale banda è possibile utilizzare anche frequenze prima utilizzate per il GSM a MHz. Banda MHz è la gam-
ma con caratteristiche meno favorevoli in termini di propagazione e penetra-zione indoor e può quindi essere impiegata efficiente-mente in hot spot.
La funzionalità di Carrier Ag-gregation consentirà di ag-gregare bande appartenenti a gamme diverse, ottenendo una banda equivalente di lar-ghezza pari alla somma delle bande elementari, con cospi-cui miglioramenti della velo-cità trasmissiva.
Dal punto di vista della pro-gettazione radiomobile, ogni banda di frequenza corri-sponde ad un diverso insieme di layers (strati) di copertura sovrapposti, distinti, ad esem-pio, in base alla tipologia di celle dispiegate (macrocelle, microcelle, picocelle…). La presenza di più layers so-vrapposti porta a una maggio-re complessità nella gestione della rete, ma anche a una maggiore fl essibilità.
5.2 Progettazione RadioA partire da un “data base” geografi co, posizionati i siti e fi ssati i parametri radioelet-trici (ad esempio puntamen-to, direttività dell’antenna), si analizza la propagazione elettromagnetica, alla base della previsione di copertura, mediante sofi sticati modelli di previsione elettromagneti-ca. Tale fase procede in modo analogo per tutte le tipologie di RAT (Radio Access Techno-logy), tenendo conto dei pa-rametri che infl uenzano la copertura radioelettrica (ad esempio la frequenza di lavo-ro). Sulla base delle previsioni
355 Realizzazione Rete Cellulare
di copertura, si considerano le peculiarità di ogni RAT per una pianifi cazione/ottimizza-zione multi-RAT GSM/UMTS/HSPA/LTE (cfr. fi gura . ).Una maggiore qualità trasmis-siva, espressa dal rapporto fra la potenza del segnale utile e la potenza del disturbo (ru-more termico e interferenza), consente una migliore qualità della comunicazione, espressa fondamentalmente dalla velo-cità di trasporto dell’informa-zione binaria (throughput). La massimizzazione della qualità e del throughput, in ogni caso, richiede un’attenta ottimizza-zione della rete radiomobile.
Figura 5.3 - Pianificazione/ottimizzazione multi RAT
Multi-RAT
Planning & Optimisation
Coverage prediction
Geographic Data Base
5.3 Ottimizzazione RadioPer poter ottimizzare al me-glio la rete di accesso radio nella sua complessità, occorre utilizzare insieme simulazio-ni per le parti di rete di nuova progettazione, e misure per le parti di reti già esistenti. Que-sto è l’ambito di sviluppo delle metodologie e degli strumenti di ottimizzazione radio (cfr. fi gura . ), che si avvalgono degli Operation Support Sys-tems. In particolare, i parame-tri derivanti dalle funzionalità di ottimizzazione sono carica-ti negli Element Manager de-gli apparati di rete attraverso i sistemi di gestione a dispo-
36 Easy LTE
Figura 5.4 - Processo di Ottimizzazione Radio
Planning &Optimization Tools
Multi-RAT
Planning & Optimization
Operator’s Management
Systems
Element Manager
Network Elements
KPls
analysis
Parameters
Coverage prediction
Geographical DB
Operation SupportSystems
sizione dell’operatore (Opera-tor’s Management Systems). Inoltre le funzionalità di otti-mizzazione sono alimentate da indicatori prestazionali KPI (Key Performance Indicators), provenienti dagli stessi siste-mi di gestione.
5.4 Self Organizing Network (SON)
Il paradigma SON (Self Organizing Network), secondo la defi nizione del GPP, preve-de tre ambiti: Self-configuration: suppor-
to a installazione e precon-figurazione del nodo per semplificare il dispiega-mento 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 com-pensative sui nodi adia-centi.
Tali funzionalità sono realiz-zate, in parte da algoritmi di-stribuiti resi disponibili dalle manifatturiere negli elementi di rete, in parte da algorit-mi centralizzati, nel dominio dell’operatore, con funzioni di controllo degli algoritmi di-stribuiti (cfr. fi gura . ).
375 Realizzazione Rete Cellulare
Come esempio di Self-Optimi-zation può essere citato l’al-goritmo di ANR (Automatic Neighbouring Relations).Le Neighbouring Relations (re-lazioni di adiacenza) sono le-gami tra coppie di celle (Cella X – Cella Y), confi gurati in rete e necessari a garantire la con-tinuità del servizio in mobilità nel passaggio dalla cella X alla cella Y e viceversa. In caso di aggiunta di nuovi siti o di mo-difi ca dei siti esistenti, le rela-
Figura 5.5 - Funzionalità SON centralizzate e distribuite
Operator’s Management
Systems
Multi-RAT
Planning & OptimizationCentralizedSON
Features
DistributedSON
Features
Network Elements
Element Manager
Network Elements
Element Manager
SON
SON SON
zioni di adiacenza tra le celle devono essere aggiornate. La funzionalità di ANR, distribui-ta nei nodi di rete, consente di eff ettuare tale aggiornamento in modo automatico o semi-automatico. Anche in questo caso un sistema centralizzato può agire come controllore, forzando la presenza di rela-zioni importanti o impedendo la creazione di relazioni non utili alla mobilità ■
38 Easy LTE
Coesistenza e Colocazione6
L’immissione in rete di ogni nuovo sistema ra-dio deve tener conto sia
delle tematiche di coesistenza sia di quelle di colocazione con i sistemi preesistenti.La coesistenza riguarda, in par-ticolare, sia l’interazione tra LTE e DVB-T (Digital Video Bro-adcasting–Terrestrial), sia quel-la tra LTE e i radar per la naviga-zione aerea.La colocazione riguarda l’at-tivazione 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 assegna-te 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 se-guito a varie forme di interazione. La prima è l’interferenza da ca-nale adiacente che si può ma-nifestare a causa della modesta separazione in frequenza fra i due servizi, e che risulta tanto più signifi cativa quanto mag-giore è il rapporto in ricezione tra la potenza del segnale LTE e quello DVB-T.La seconda interazione fa se-guito alla distorsione di un segnale di livello elevato che attraversi un amplifi catore di ricezione a larga banda, pre-sente ad esempio nelle centra-line di distribuzione condomi-niali (cfr. fi gura . ).
396 Coesistenza e Colocazione
Gli attuali amplifi catori tele-visivi, normalmente, amplifi -cano oltre ai segnali della TV digitale anche i segnali LTE al-locati in bande ex TV analogi-ca. Nel caso di un basso livello del segnale DVB-T l’amplifi ca-tore deve fornire un alto gua-dagno di amplifi cazione, il che lo porta a lavorare vicino alla distorsione. Se l’amplifi catore riceve anche un segnale LTE di livello elevato, evento proba-bile vista la numerosità dei siti LTE rispetto a quelli TV, si può verifi care una distorsione tale da inibire, nel caso estremo, la ricezione TV.In entrambi i casi di interazione è risolutivo un fi ltro che selezio-
ni la sola banda DVB-T da inse-rirsi dopo l’antenna di ricezione televisiva e prima dell’amplifi -catore a larga banda.La terza interazione, che si po-trebbe verifi care in circostanze particolari, è quella causata da terminali LTE nei confronti del DVB-T; tale interferenza si risolve allontanando il termi-nale dal decoder DVB-T.
6.2 Coesistenza LTE - Radar
Nella gamma dei MHz, le bande assegnate agli opera-tori 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 FiltroAmplificatore
di ricezione
40 Easy LTE
trollo del traffi co aereo civile e militare. Analogamente a quanto esposto per la gamma a MHz, anche in questo caso si può manifestare un fe-nomeno interferenziale.La normativa esistente sta-bilisce i livelli massimi per i segnali di altri sistemi radio, quali quello LTE, ricevuti in concomitanza con quelli ra-dar. Tali livelli possono esse-re resi compatibili con quelli accettati dal radar, già in sede progettuale. La principale tecnica di mi-tigazione a disposizione del progettista è aumentare la se-lettività del ricevitore Radar tramite opportuni fi ltraggi in-seriti nella catena radio di rice-zione. In aggiunta si può limi-tare 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 tecno-logie radio dello stesso opera-
tore o di più operatori, con-sente di contenere i costi e di ridurre, in generale, l’impatto architettonico.La normativa relativa alle ve-rifi che di conformità dei livelli di esposizione ai campi elet-tromagnetici è stata rivista a fi ne , promuovendo tec-niche di misure ed analisi pre-visionali più coerenti con i re-quisiti di esposizione a lungo o a breve termine previsti dalla legge. Con queste nuove mo-dalità di verifi ca, è prevedibile che la colocazione di LTE non generi criticità nell’ottempera-re i limiti sui campi elettroma-gnetici anche considerando l’eff etto cumulativo del campo elettromagnetico del nuovo impianto LTE a quello degli impianti preesistenti.Per le verifi ca di conformità alla normativa esistente, si uti-lizzano strumenti che impie-gano modelli propagativi ba-sati su parametri radioelettrici e una grafi ca computerizzate in grado di elaborare cartogra-fi a ad alta risoluzione ■
417 Core Network LTE
Core Network LTE7
La nuova rete LTE rappre-senta lo stato dell’arte dell’evoluzione dei servizi
radiomobili in risposta alla cre-scente domanda di dati ad alta velocità. Il processo di standar-dizzazione ha voluto cogliere, da un lato le opportunità off er-te dalla diff usione capillare di IP (Internet Protocol), dall’al-tro l’ampliamento dell’off erta dell’Operatore per nuovi servizi (es. video, chat, conferencing,…).
7.1 Architettura LTEIn LTE (Long Term Evolution) l’architettura CS e PS, presente in GSM e UMTS, viene supera-ta; la Core Network è comple-tamente a pacchetto IP. LTE comprende il nuovo accesso ra-dio, l’E-UTRAN (Evolved UMTS
Radio Access Network), e una nuova Core Network, l’EPC (Evolved Packet Core) (cfr. Fi-gura . ). Si noti che l’EPS è spesso anche identifi cata dal termine SAE (System Archi-tecture Evolution), mentre l’E-UTRAN viene anche indicato con il termine LTE.Tra le caratteristiche di rilievo dell’EPS vi è l’interlavoro tra ac-cessi 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 as-similabile a NodeB e RNC con-giunti. L’eNB interlavorando con la CN e gli eNB adiacenti è responsabile delle procedure
42 Easy LTE
radio verso il terminale per at-tivazione, handover e rilascio della sessione. In particolare nella procedura di handover, gestita in autonomia dagli eNB, i nodi gerarchici superio-ri sono coinvolti solo al termi-ne della procedura per la noti-fi ca 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 archi-tettura più snella (Flat) per conseguire l’obiettivo di mi-nore latenza e maggior throu-ghput.
Figura 7.1 - Rete LTE (EPS)
GSM
eNodeB
eNodeB
eNodeB
Long Term Evolution(Access Network)
Evolved Packet Core(Core Network)
MME
HSS PCRF
IMS
SGW PGW
to HSS
x2S1
S1
SessionManager
GestioneTraffico
Repositoryprofilo cliente
eNodeB evolved NodeBMME Mobility Management EntitySGW Serving GatewayPCRF Policy & Charging Rules FunctionPGW Packet Data Network GwHSS Home Subscriber ServerIMS IP Multimedia Subsystem
MME
LTE
LTE
LTE
PacketNetwork
(APN)
437 Core Network LTE
L’eNB acquisisce inoltre la funzione di security prima responsabilità dell’RNC (vedi capitolo sulla sicurezza), che ha reso necessario il dispiega-mento di un ulteriore elemen-to di rete (Secure Gateway) per consentire la comunicazione con protocollo sicuro IPSEC nella tratta fra eNode B e Core Network. La Core Network EPC presen-ta una completa separazione tra le funzioni di controllo e quelle di trasporto, secondo la stessa logica del Direct Tun-nel del dominio PS G: lo split funzionale rende più agevole il dimensionamento e l’adegua-mento di rete.L’EPC è costituita dagli ele-menti funzionali di seguito descritti.MME (Mobility Management Entity) è un nodo di control-lo, con funzioni simili alla componente di controllo del SGSN: è responsabile delle procedure di rete per l’auten-ticazione del terminale verso il data base di rete HSS (Home Subscriber Server), per l’in-staurazione della connessione (Connection Management), per il mantenimento e il rila-
scio delle connessioni stesse, e per gli aspetti di mobilità (Mobility Management) per i quali riceve dall’eNB di desti-nazione la conferma dell’avve-nuto handover. L’eliminazione dell’RNC ha richiesto che l’M-ME 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 funzio-nalità simili alla componente di trasporto dell’SGSN: inter-lavora con il PGW (PDN Ga-teway) per il trasporto dei dati dell’utente gestendo la mobili-tà dell’utente tra accessi GPP (es. E-UTRAN e G/ G) e può cambiare in funzione dell’e-Node B di destinazione nella procedura di handover.PGW è un nodo di traspor-to 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 domi-nio dell’operatore sia esterne. La rete seleziona il PGW in
44 Easy LTE
funzione dell’APN, memo-rizzato nel terminale, che identifi ca il servizio richiesto dall’utente. Il PGW assegna un indirizzo IP al terminale di utente durante la fase di atti-vazione del contesto dati con-seguente alla richiesta di regi-strazione in rete dell’utente. Tale indirizzo sarà utilizzato dalla rete per le procedure ter-minate sull’utente e analoga-mente l’utente utilizzerà que-sto indirizzo per le procedure da lui originate. Poichè in LTE la fruizione dei servizi è previ-sta solo in un contesto a pac-chetto, l’assegnazione degli indirizzi IP è di tipo always on e quindi l’indirizzo IP è asse-
gnato all’utente fi ntanto che il terminale non venga spento. Il PGW inoltre interlavora con il PCRF per la gestione dell’uten-te in funzione del suo profi lo.PCRF (Policy and Charging Rules Function) è il respon-sabile 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 informazio-ni del profi lo utente e di po-sizione e opzionalmente può cooperare con l’HLR (p.es. ac-quisizione chiavi di autentica-zione dell’utente).
Figura 7.2 - Migrazione delle funzionalità da UMTS a LTE
GGSN PGW
SGW
MME
eNodeB
LTE
SGSN
RNC
NodeB
UMTS
User Plane
User Plane
Control Plane
Paging
User Plane Ciphering
Radio Access
457 Core Network LTE
Nella fi gura . 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 mi-grazione graduale dalle solu-zioni legacy nel dominio a cir-cuito (CS) verso le piattaforme più innovative, quali IMS (IP Multimedia Subsystem). CSFBCSFB (Circuit Switched Fall-Back) è una soluzione tem-poranea che permette, prima di instaurare la chiamata en-trante/uscente, di forzare in modo trasparente lo sposta-mento del terminale d’utente dall’accesso radio LTE a quello
G/ G dove fruire del servizio voce. L’SMS può essere recapi-tato direttamente su accesso LTE.VoLTEVoLTE (Voice over LTE) è con-siderata la soluzione a regime per un Voice over IP a quali-tà garantita con funzionalità multimediali. La chiamata
voce viene fornita su EPS (che off re risorse di trasporto) me-diante segnalazione basata su protocollo SIP (Session Ini-tiation 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).SRVCCÈ da attendersi un lungo pe-riodo per un’ampia diff usione 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 VoL-TE, 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 ri-cetrasmettitore, non possono operare simultaneamente sul precedente e sul successivo ac-cesso radio.IMSPer la fruizione su IP dei nuo-vi servizi e del porting degli attuali (come già visto per la
46 Easy LTE
voce, con VoLTE), occorre l’in-troduzione del dominio IMS (IP Multimedia Subsystem) che consente il controllo della chiamata, del profi lo d’utente e della qualità del servizio sot-toscritta.
7.3 Traffi c ManagementLa trasmissione a pacchetto utilizza strutture elementari costituite da due entità, l’in-
testazione (header), che serve per funzioni di segnalazione (sorgente, destinazione, ti-pologia del pacchetto, QoS richiesta, lunghezza del pac-chetto) e l’informazione da trasportare (payload). Si co-struiscono strutture stratifi -cate: 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
Figura 7.3 - Traffic Volume Capping
5
3
5
3
Max ThPut
[ . . . ]1
1 3 1 35 7 9 11 t (s) t (s)
Th
rou
gh
pu
t (M
bit
/s)
5
3 Max Data Volume
Max ThPut Time Interval
Se
t M
ax
Th
pu
t
Rearm Data Volume Counter Re
lea
se M
ax
Th
pu
t
[ . . . ]1
1 3 1 35 7 9 11 t (s) t (s)Tra
ffic
Vo
lum
e (
10
Mb
it)
477 Core Network LTE
servizi al livello inferiore, l’in-sieme delle regole di servizio è detto protocollo.La Packet Inspection analizza i pacchetti che transitano at-traverso la core network per determinarne gli aspetti rile-vanti (sorgente, destinazione, tipo di traffi co, applicazione di appartenenza) e stabilire qua-le politica di servizio adottare per il loro trattamento.Il Traffi c Volume Capping è una modalità per evitare l’u-so della rete in modo oligar-
chico da parte di utenti che generano moltissimo traffi co. Si defi nisce un volume di dati Vmax (Mbit) che se non supe-rato consente un Througput (Mbit/s) senza limitazioni. Quando si supera questa so-glia, l’utente subisce una limi-tazione a Tputmax per la durata di un tempo T assegnato, tra-scorso il quale il contatore di volume si azzera, viene rimos-sa la limitazione di velocità e si ricomincia il ciclo (cfr. Figura
. ) ■
48 Easy LTE
Accesso Radio8
Nella rete di accesso ra-dio del sistema LTE, denominata E-UTRAN
(Evolved UTRAN) sono im-piegate tecniche innovative che consentono elevate pre-stazioni in termini di velocità informativa (throughput) e di effi cienza spettrale (rapporto fra velocità informativa e ban-da occupata). Da notare che anche in uplink il throughput è molto alto e la latenza bassa, abilitando così servizi ad eleva-to grado di interattività.
8.1 Accesso MultiploLa tecnica di accesso multi-plo OFDMA (Orthogonal Fre-quency Division Multiple Ac-cess) costituisce un’evoluzione dell’FDMA (Frequency Division
Multiple Access) dove la banda viene suddivisa in canali sepa-rati da una banda di guardia all’interno dei quali vengono trasmessi gli spettri dei segnali relativi ai vari fl ussi informativi (Cfr Figura . a). La minimiz-zazione dell’interferenza reci-proca fra gli spettri è garantita dalla banda di guardia e per analogia geometrica si dice che i vari segnali associati agli spet-tri 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 ca-nali pari a NFDMA=B/b.Con l’OFDMA si può tolle-rare una sovrapposizione tra gli spettri, grazie al manteni-mento della proprietà di or-
498 Accesso Radio
togonalità provvisto da una scelta opportuna della spa-ziatura delle sottoportanti e della durata dei simboli in-formativi che le modulano, ottenendo così nella stessa banda B un numero di ca-nali equivalenti NOFDMA> NFDMA come rappresentato qualitativamente in Figura
. b. Tutto ciò consente un aumento dell’effi cienza spet-trale dell’OFDMA rispetto al-l’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 del-
le sottoportanti: si posso-no attivare o disattivare le sottoportanti in funzione della qualità del canale ra-dio in loro corrispondenza e quindi della possibilità di veicolare l’informazione in forma più o meno corretta.
Figura 8.1 - Schematizzazione qualitativa degli accessi FDMA e OFDMA
Ch1
Sp
ett
ro
Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 Ch6 Ch7 Ch8 Ch9 Ch10
frequenza fCanale di banda b
Banda Totale B
frequenza f
FDMA (a)
OFDMA (b)
Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 Ch6 Ch7 Ch8 Ch9 Ch10 Ch11 Ch12 Ch13 Ch14
50 Easy LTE
Equalizzazione adattati-va di facile implementa-zione. Il segnale ricevuto può presentare distorsioni dell’andamento in frequen-za (spettro); occorre quin-di compensare (equalizza-re) periodicamente queste eventuali degradazioni dopo averle stimate. L’equa-lizzazione è agevole perché, vista la modesta banda di ciascuna sottoportante, la variazione di forma intro-dotta dal canale radio è ap-prossimabile con un tratto rettilineo (in frequenza) di valore opportuno e quin-di di facile compensazione. Questo processo avviene ad intervalli di tempo prefissa-ti, permettendo di “insegui-re” le variazioni propagative. Banda scalabile: le ban-
de sono , , , , , , MHz; rendendo così flessi-bile l’impiego di LTE in va-rie canalizzazioni a livello mondiale. Aggregazione di banda: nel
sistema LTE Advanced (vedi in seguito) è prevista l’ag-gregazione di banda con un aumento del throughput e della capacità.
Modulazione adattativa con obiettivo la massimiz-zazione del throughput. In condizioni di canale radio ad alta qualità si utilizza-no modulazioni molto effi-cienti, ma più vulnerabili. In condizioni di canale ra-dio a bassa qualità si uti-lizzano 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 Ampli-tude Modulation) con effi cien-za spettrale crescente pari a ,
, [bit/s/Hz] e vulnerabilità crescente in quanto i segna-li 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 mi-nore effi cienza spettrale, ma più adatta all’amplifi cazione da parte dei terminali.
8.2 SchedulingLa banda è suddivisa in sot-tobande (SB) assegnate alle connessioni gestite dallo Sche-
518 Accesso Radio
duler; la SB è assegnata per multipli di TTI (Transmission Time Interval) ( ms) come dalla fi gura . .
Si utilizzano (cfr. Figura . ) trame di ms, suddivise in sub-frame con ciascun sub-frame composto da due
Figura 8.2 - Costellazione delle modulazioni LTE 4 QAM, 16 QAM, 64 QAM
11 10
00 1100 1101 11011
110111
01
dmin dmin
immunità agli errori
velocità informativa
immunità agli errori
velocità informativa
dmin
Figura 8.3 - Scheduling OFDMA
conn1conn2conn3conn4conn5
Sottobanda
TTITempo
Freq
uenz
a
52 Easy LTE
time slot da . ms e compo-sto di simboli OFDM. Il RE (Resource Element) è costi-tuito 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 co-stituisce l’entità di riferimento per molte procedure.
8.3 MIMO Multiple Input Multiple Output
Si utilizzano sistemi di an-tenne multiple, N connesse all’ eNodeB e M al terminale, che consentono signifi cativi miglioramenti di capacità e/o copertura.
Sistemi di antennaLa terminologia per le antenne è quella di fi gura . in cui si utilizzano N= e N= antenne, sempre con una sola anten-na trasmittente nel terminale mobile.Per contenere gli ingombri in orizzontale, nello stesso invo-lucro si realizzano più antenne radioelettriche.Il MIMO consente due scenari applicativi di riferimento con casi intermedi (cfr. fi gura . ) Spatial Multiplexing: in bas-
sa interferenza si inviano su percorsi spaziali scorre-lati N f lussi informativi in-dipendenti (N numero delle antenne): Space Frequency Coding: in
alta interferenza si inviano
Figura 8.4 - Struttura OFDMA LTE
SF 0 SF 1 SF 2 SF 3 SF 4 SF 5 SF 6
TS0
TS1
TS
SF 7 SF 8 SF 9
Trama 10 ms
Time slot 0,5 ms
Sub frame 1 ms
PRB Physical Resource Block
RE Resource Element
7 simboli
12 so
tto po
rtanti
538 Accesso Radio
Figura 8.5 - Terminologia dei sistemi di antenna
SISO Single Input Single Output SIMO Single Input Multiple Output
MISO Single Input Multiple OutputTX diversity
RX diversity
MIMO Multiple Input Multiple Output
HSPA
LTEHSPA HSPA
Figura 8.6 - Spatial Multiplexing e Space Frequency Coding
Spatial Multiplexing Space Frequency Coding
info
1in
fo2
info
1in
fo1*
in “parallelo” con opportuna precodifica N flussi con mi-
glioramento del C/I al ricevi-tore sfruttando la disponibili-
54 Easy LTE
tà in ricezione della “somma” dei segnali trasmessi (guada-gno di diversità).
8.4 PrestazioniL’equazione di Shannon stabi-lisce un legame fra la capacità informativa massima C (bit/s), trasportabile da un canale sin-golo di banda B (Hz) e con un rapporto SNR fra la potenza del segnale e quella del rumo-re. (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 genera-lizzazioni dell’equazione di Shannon ad altri tipi di canale. Per un agevole confronto fra le prestazioni, fi ssati i parametri B e SNR si è valutato il rap-porto G fra la capacità di ogni sistema e quella del sistema SISO, si evidenza la superiori-tà dello schema MIMO ■
Tabella 8.1 - Capacità Asintotica di Sistemi MIMO
Metodo
C Capacità bit/s
B Banda [Hz]
SNR Signal to Noise Ratio
G Guadagno di capacità rispetto al SISO
C = B · log2 (1+SNR) (bit/s)
Capacità bit/(s·Hz) G 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
B = 1 HzSNR=15 N=2
B = 1 HzSNR=3 N=2
559 Rete eterogenea
Rete eterogenea9
L’esistenza di una rete ete-rogenea consistente di più standard tecnologici
operanti in gamme diverse, se da un lato introduce una com-plessità, dall’altro, se ben gesti-ta, permette anche un’elevata fl essibilità.
In Figura . è rappresentato un esempio di rete eterogenea con tre tecnologie di acces-so radio (RATa, RATb, RATc), cinque gamme frequenziali da (G , G , G , G , G ) a fre-quenze crescenti, con macro-celle, microcelle e picocelle.
Figura 9.1 - Esempio di Rete Eterogenea
Gamme Frequenziali
G1*
RATa
macro, micro, picocella G* Gamma pluritecnologia
RATb
RATc
G2 G3*
Tecn
olog
ie d
i acc
esso
radi
o G4 G5
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 Technolo-gies), layer frequenziali, tipo-logie di stazioni base: Macro, Micro, Pico e Femto (potenze decrescenti) da impiegare si-nergicamente tramite una ge-stione congiunta delle risorse radio detta CRRM (Common Radio Resource Management).Alcuni esempi di criteri di controllo in ottica CRRM sono
il Traffi c Steering, che smista le diverse tipologie di traffi co verso specifi ci RRP secondo determinati obiettivi di ser-vizio e il Load Balancing, che bilancia il carico tra RRP per un guadagno complessivo di prestazioni. In generale le azioni di CRRM possono es-sere espletate in diversi mo-menti: in Idle, ossia in assenza di comunicazione, si può far “accampare” il terminale su un RAT prefi ssato; al Call Setup, secondo il servizio richiesto,
Figura 9.2 - Esempi di Traffic steering in idle e connected mode
strategia di camping
strategia di traffic steering
strategia di traffic steering
redirection
directed retryhandover
idle mode
connected mode
Le procedure in connected mode possono tener conto del servizio e del carico del layer
layer 2
layer 1
579 Rete eterogenea
si instrada la chiamata verso l’RRP opportuno. In connes-sione si può, eventualmente, eseguire un handover per ge-stione del traffi co.
9.1 Procedure a supporto del CRRM
Le procedure radio che abi-litano le diverse strategie di controllo sono descritte di se-guito: Camping: è l’operazione di
attestazione alla rete quan-do il terminale è in stato idle (acceso ma senza chiamate in corso). Il terminale riceve le informazioni di control-lo 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 scel-ta in base alle procedure di selezione e riselezione di cella. La scelta del RAT per il camping successivo alla prima selezione segue prin-cipalmente le priorità indi-cate dalla rete invece che la sola qualità radio dei diver-si layer. Con l’introduzione di LTE le priorità dei diversi
RAT possono essere confi-gurate in modo diverso per i singoli utenti. Call Set Up: è l’operazione di
attivazione della chiamata. Directed Retry: è la procedu-
ra che, in fase di attivazione della chiamata e non appe-na instaurata la connessio-ne 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 appe-na instaurata la connessio-ne di segnalazione, permet-te il reindirizzamento verso un’altra cella rilasciando la connessione di segnalazio-ne già attiva. PS handover: assicura la
continuità di servizio. Ri-chiede 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 fun-
zionalità che permette alla rete di instaurare su GSM o UMTS le chiamate vocali ri-
58 Easy LTE
chieste in LTE che coinvol-gono terminali multimodo LTE- G- G, quando il ser-vizio voce è supportato solo nel dominio a circuito.
9.2 Scenari inter RATI fattori che infl uenzano una determinata strategia di CRRM sono riportati in fi gura
. .In base alle caratteristiche del terminale e al profi lo d’utente, alla tipologia di copertura di-sponibile, allo stato di carico/interferenza della rete, è pos-sibile in linea di principio defi -nire la scelta ottimale del RRP
sul quale far accampare il ter-minale e successivamente, an-che in funzione della tipologia di servizio richiesto, determi-nare le risorse radio sulle quali trasferire la connessione.Di seguito sono descritti alcu-ni esempi di strategie CRRM. Accesso a E-UTRAN: i ter-
minali multimodo vengono fatti accampare preferen-zialmente su E-UTRAN dove viene effettuato il call setup al momento dell’in-staurazione del servizio. L’handover viene eseguito verso UTRAN o GERAN o per perdita di copertura E-UTRAN o, qualora necessa-
Figura 9.3 - Fattori che influenzano la scelta di cella/tecnologia su cui attivare il servizio
RAT
disponibili
Profilo
d’utente
selezione di
RAT e di cella
RAT
supportati
Interferenza
al terminale
Servizi e
QoS
Preferenze
dell’operatore
Carico
di cella
Caratteristiche
del terminale
599 Rete eterogenea
rio, per gestire ad esempio eventuali sovraccarichi su E-UTRAN (nel caso di ser-vizi 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 possibi-lità di far effettuare ai ter-minali multimodo il cam-ping su UTRAN, al fine di sfruttare, nelle fasi iniziali, la miglior copertura delle reti legacy oppure con l’o-biettivo di preservare le ri-sorse LTE per i soli servizi dati pregiati. Al momento dell’instaurazione del ser-vizio, il terminale viene mantenuto su UTRAN se si tratta, ad esempio, di servi-zio voce o a basso bit-rate, oppure viene spostato su LTE (mediante redirection o PS handover). Camping selettivo: il cam-
ping selettivo permette l’ap-
plicazione di una strategia differenziata tra i terminali già in fase di camping, in funzione delle caratteristi-che del terminale (ad esem-pio voice capable o data cen-tric) e del profilo d’utente (sottoscrizione voce CS o VoIP su LTE). I terminali data centric o con VoIP pos-sono essere fatti accampare preferenzialmente su LTE mentre i terminali con voce CS su UTRAN. Una volta che il terminale ha acces-so alla rete, la connessione viene mantenuta sul RAT di partenza, ma può anche essere ridiretta su un altro RAT in funzione del servi-zio attivo, ad esempio, da UTRAN a LTE se il termi-nale effettua una connes-sione dati.
Chiaramente, essendo gli al-goritmi di CRRM proprietari, la loro disponibilità ed effi ca-cia dipende da quanto fornito dai costruttori ■
60 Easy LTE
LTE-Advanced10
LTE-Advanced rappresen-ta l’evoluzione di LTE che consentirà un migliora-
mento delle prestazioni tra-smissive in termini di through-put e latenza, anche grazie all’introduzione di architetture di rete e sistemi di antenna sem-pre più avanzati ed effi cienti.
10.1 Sistemi di trasmissione multi antenna MIMO
Gli schemi MIMO, presenti sin dalla prima versione dello stan-dard LTE, in LTE-Advanced, sono stati migliorati i per au-mentare 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 Beamform-
ing (cfr. Figura . ) che fo-calizza il segnale da termi-nale a eNodeB e viceversa, aumentando così il livello del segnale utile e riducendo l’interferenza.
L’effi cienza spettrale è stata ulteriormente incrementata con il MU-MIMO (Multi-User MIMO), dove grazie allo SDMA (Space Division Multiple Ac-cess) le informazioni dirette a utenti diversi sono trasmesse simultaneamente sulle stesse risorse fi siche.I sistemi radianti evolvono ver-so un avvicinamento dei mo-duli a radio frequenza all’an-tenna (cfr. Figura . ).
6110 LTE-Advanced
Figura 10.1 - Beamforming
eNodeB
Ue1
Beam Ue1
Beam Ue2
Ue2
Figura 10.2 - Evoluzione delle tecnologie di antenna
Antenna Passiva
Convenzionale Main Remote Antenna Attiva
Feeder Coax
Fiber Optic
Fiber Optic
Coax
Antenna Passiva Antenna Attiva
RF
RF
RF
BB
BB
BB
RF
Remote
MainMain
e-node B BB
62 Easy LTE
I tipi di architettura sono es-senzialmente tre. Architettura Passiva cano-
nica: con l’eNodeB connes-so tramite un cavo coassiale in rame ( feeder) a un’anten-na passiva, il cui angolo di inclinazione (Tilt) può es-sere variato elettricamente da remoto attraverso il RET (Remote Electrical Tilt). Architettura Split: in cui i
segnali generati da un mo-dulo digitale di banda base (main) sono trasmessi in fibra a un’unità attiva (re-mote) posta in prossimità dell’antenna, che genera
e amplifica il segnale a RF da inviare in antenna. Ri-spetto all’architettura pre-cedente 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 distri-buita sugli elementi radian-ti, che non svolgono quindi funzioni di Digital Beam Forming. AAS (Active Antenna Sy-
stem) costituita da un mo-dulo remoto (main) connes-
Figura 10.3 - Antenna AAS per siti esasettoriali con due fasci verticali per settore
eNodeB
Ue
Beam Ue1
Beam Ue2
Ue
6310 LTE-Advanced
so in fibra a una antenna in cui la generazione della radio frequenza, l’amplifi-cazione 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 an-goli di tilt.
LTE comporta un eventuale affi ancamento o sostituzione di antenne a , e
MHz; in particolare sono di-sponibili AAS multi banda, at-tive (A) su una banda e passive (P) su un’altra con risparmi di ingombri e consumi.
10.2 Relay NodesLe 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. fi gura
. ). Il ripetitore R, compen-sando l‘attenuazione di propa-gazione fra S e R, consente di
Figura 10.4 - Impiego dei Relay Nodes
eNodeB
Coverage Estension Capacity Increase
Relay Relay
eNodeB
Ue
UeUeUe
UeUe
Relay Backhauling Relay Backhauling
64 Easy LTE
aumentare la copertura e/o la capacità R; questo ha presta-zioni che dipendono sia dal tipo di ritrasmissione prevista (Amplify and Forward, Decode and Forward,…) sia dall’intel-ligenza a bordo (PHY, MAC, packet scheduling,…). Per il backhauling di R si utilizza la stessa banda e interfaccia ra-dio dell’eNB (donor); ciò ne fa-cilita 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’u-tente per fornire connettività broadband.LTE-A, dalla Release , pre-vede Relay Nodes con intelli-genza pari a quella di un eNB.
10.3 COMP, ECIC, CACoMP (Coordinated Multi Point)Nel CoMP il segnale viene trasmesso e ricevuto da punti che agiscono in modo coordi-nato aumentando il livello del segnale utile e diminuendo quello dell’interferenza (cfr fi gura. . ) specialmente a bordo cella in scenari eteroge-
nei dove la coesistenza di siti macro e siti pico è particolar-mente onerosaLe tecniche CoMP previste dal
GPP a partire dalla release sono: CS (Coordinated Scheduling)
o CB (Coordinated Beamfor-ming): i punti trasmissivi si coordinano per massimiz-zare il segnale utile rice-vuto dall’utente e ridurre l’interferenza verso gli altri utenti; DPS (Dynamic Point Selec-
tion): per ogni utente viene istantaneamente seleziona-to 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 se-gnale trasmesso dal termi-nale è ricevuto a più punti ricevente (Joint Reception). In entrambi i casi la ricom-binazione del segnale al ri-cevitore aumenta la qualità dello stesso.
In uplink sono possibili so-luzioni CoMP intra-sito, con scheduler centralizzato, che permettono ricezione a can-
6510 LTE-Advanced
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 In-terference Coordination)L’eICIC, introdotto sin dalla release , permette di au-mentare le prestazioni in sce-nari eterogenei, con coesisten-za di siti micro/pico con siti macro. Si instaura un coordi-namento, tramite interfaccia X , tra il nodo macro (aggres-sor) e alcuni nodi pico (victim) posti in copertura macro per
Figura 10.5 - Tecniche di trasmissione coordinata (CoMP)
eNodeB1
eNodeB3
Link in Comp
eNodeB2
Ue1
Ue2
Ue3
minimizzare l’interferenza del nodo macro verso gli utenti at-testati ai nodi pico. Per far questo si devono intro-durre:ABS (Almost Blank Sub-
frames), particolari trame radio all’interno delle quali il nodo macro non trasmet-te, fornendo ai nodi pico l’opportunità di servire gli utenti più interferitiCRE (Cell Range Expansion),
fattore di sbilanciamento, che permette di favorire il collegamento con i nodi pico, anche se non caratte-rizzati da segnale realmen-te favorevole.
66 Easy LTE
La versione di Rel. è adat-ta anche per terminali sen-za cancellazione; pertanto si considerano CRE non eleva-ti. In release l’evoluzione, denominata feICIC (further enhanced ICIC), è pensata per CRE elevati con anche segna-lazione in DL a supporto della cancellazione.
Carrier Aggregation (CA)In LTE-A la modalità di CA consente di concatenare ban-de di larghezza diversa e al-locate in gamme diverse (cfr. fi gura . ).
La CA permette sia di aumen-tare il throughput di picco sia una gestione fl essibile della banda in scenari eterogenei macro/pico nel caso di layer frequenziali diversi. Sebbene dal punto di vista del livello fi sico lo standard per-metta sin dalla release di considerare fi no a portanti simultaneamente, per tenere in conto dell’impatto che tali nuove confi gurazioni hanno sui requisiti dei terminali e degli eNodeB nella release sono stati standardizzati pro-fi li di CA solo per il downlink
Figura 10.6 - Carrier Aggregation
1 2 3 4 5 6 1 2 3
1 2 3 4 5 6 1 2 3
Gamma X
canale x [MHz] canale y [MHz]
Banda 2x [MHz]
Banda 2x+y [MHz]
Banda y [MHz]
frequenza
Gamma Y
Gamma X
Carrier Aggregation
Gamma Y
6710 LTE-Advanced
e solo fi no ad un massimo di bande.
10.4 Evoluzione del throughput
In fi gura . si rappresenta l’evoluzione del throughput in funzione del numero di an-tenne, delle bande utilizzate e della categoria del terminale (vedi capitolo sui terminali); si noti come nel siano pre-viste velocità strepitose a fron-te di una tecnologia comples-sa e di una banda disponibile molto ampia.
10.5 Effi cienza energetica
L’attenzione agli aspetti am-bientali e il contenimento dei costi di esercizio, spinge verso l’aumento dell’EE (Effi cienza Energetica), rapporto tra l’e-nergia associata all’informa-zione e l’energia impiegata per trasmetterla. In fi gura . si rappresen-ta una schematizzazione dei consumi di un sito radio con architettura indoor canonica, a partire dal prelievo dell’ener-gia dalla rete in alternata (AC),
Figura 10.7 - Evoluzione del throughput di picco LTE e LTE-A
MIMO Multiple Input Multiple Output
CA Carrier Aggregation
MIMO 2x2 DL
SIMO 1x2 UL
MIMO 4x4 DL
MIMO 1x2 UL
73/25 Mbit/s
@ 10 MHz
cat3
110/37 Mbit/s
@ 15 MHz
cat4
150/50 Mbit/s
@ 20 MHz
cat4
300/75 Mbit/s
@ 20 MHz
cat5
3/1.5Gbit/s
@ 100 MHz
cat8
x/y Mbit/s = x Mbit/s DL; y Mbit/s UL
CA 10+10 MHz CA 10+10 MHz CA varie bande
MIMO 8x8 DL
MIMO 4x4 UL
MIMO DL x 22012 MIMO DL x 22015 2020
2015 20202014
68 Easy LTE
alla conversione in continua (DC) per l’alimentazione degli apparati, alla generazione del segnale a radio frequenza da trasmettere in antenna. Orien-tativamente un sito radio a me-dia capacità preleva dalla rete in alternata qualche kW per generare all’uscita dell’antenna circa un centinaio di W.Telecom Italia è attiva nel cam-po della EE in termini di svol-gimento di misure, contributi all’innovazione, partecipazio-ne a progetti europei (EARTH, METIS e iJOIN) e presidio de-
gli enti di normativa. Tutto ciò raff orza la spinta verso i forni-tori per il miglioramento della EE degli apparati.Oltre all’introduzione di LTE, anche l’ammodernamento delle tecnologie G e G con appara-ti più effi cienti è un’importante azione per il miglioramento del-la EE. La minore dissipazione di calore delle apparecchiature più recenti consente, virtuosamen-te, una minore richiesta di cli-matizzazione e questo permet-te un maggiore utilizzo della ventilazione (free cooling) nei
Figura 10.8 - Schema dei flussi di potenza in un sito radio architettura canonica indoor
Input AC Power Antenna
Feeder Coax
eNode B
Backhauling Battery
AC/DC Power Supply
& Distribution
Air Conditioning
outdoor
indoor
Loss Power
RF Power
PRF
PBH PBatt PAirCond
PAC/DC
PAC PeNB
PTx
PFeeder
6910 LTE-Advanced
siti radiomobili rispetto al più energivoro condizionamento (air conditioning).Le architetture main-remote, che richiedono la climatizza-zione solo per la parte in in-door riducono ulteriormente la richiesta di energia elettrica necessaria. Per quanto attiene gli appa-rati il miglioramento della EE fa seguito a: tecnologie radio a basso consumo, modalità in
stato di attesa (sleep mode in idle mode), modalità di tra-smissione discontinua in con-nessione DTX (Discontinuos Transmission in Connected Mode).Per quanto riguarda la rete si possono conseguire miglio-ramenti della EE attraverso scelta opportuna del dispiega-mento di rete, disattivazione temporanea e selettiva di nodi di rete ■
70 Easy LTE
Terminali LTE11
I terminali continuano il loro percorso di miglioramento della qualità trasmissiva, in-
terattività e usabilità, suppor-tati 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 FunzionalitàPer consentire il traffi co anche fuori copertura LTE la maggio-ranza dei terminali LTE, oltre a quelle G, supporta alme-no una di queste tecnologie: HSPA, o HSPA+, o DC-HSPA (DC Dual Carrier). A diff eren-za dei terminali LTE per uso dati (dongle, router, tablet), gli smartphone devono off rire an-
che il servizio voce. Come già visto, questo sarà fornito ini-zialmente in modalità a circuito con CSFB (Circuit Switched Fall Back), ridirigendo la chiamata voce verso il dominio a circuito legacy; successivamente il ser-vizio voce sarà svolto con VoL-TE (Voice over LTE), in modali-tà nativa a pacchetto.LTE è standardizzato per un ampio insieme di bande di fre-quenza e ciò risulta sfi dante per la progettazione e realiz-zazione 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 tecnologica-mente realizzare un terminale LTE multi banda mondiale, si
7111 Terminali LTE
opta per terminali LTE conti-nentali; in assenza di confor-mità di banda LTE fra termi-nale 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 applica-zioni/servizi che richiedono un alto throughput, come ad esempio il video strea-ming. Altre applicazioni a
minor throughput come lo-calizzazione, e-mail o Inter-net browsing, vengono fruite invece con la stessa intensità sia quando la connettività di-sponibile è WiFi, sia quando è cellulare ( G, G, LTE). Video HD, streaming video e audio, multitasking, web browsing, giochi D, sarebbe-ro diffi cilmente supportabili da un processore single core; l’architettura multicore va in-contro alla domanda crescente
Figura 11.1 - Sistema di antenna (concettuale) terminale multi RAT, multi Band, MIMO 2x2
WLAN BlueTooth GPS
Sub Antenna 2
L&M MIMO
Sub Antenna 1
U MIMO
Bands
Lower (L) GSM 900, UMTS 900, LTE 800Middle (M) GSM 1800, UMTS 2100, LTE1800Upper (U) LTE 2600
Main Antenna 1
U
Main Antenna 2
L&M
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 dipen-de molto dalla loro capacità di supporto di applicazioni di terze parti. In alcuni casi i sistemi operativi mobili sono open source e quindi chiun-que può contribuire al mi-glioramento del sistema ope-rativo.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 tou-chscreen. I contenuti video attuali, fi no a frame/s, ri-chiedono display con elevata velocità di rendering, in modo da renderne fl uida la fruizio-ne. Le attuali tecnologie a cri-stalli liquidi LCD (Liquid Crys-tal Display) e OLED (Organic
Light-Emitting Diode) in alcu-ni casi non sono più suffi cienti e si stanno aff acciando nuove tecnologie più veloci. I display degli smartphone sono diven-tati anche molto sensibili al tocco per migliorare l’intera-zione. Oggi è possibile intera-gire con lo smartphone anche toccandolo con le unghie, con le dita coperte da guanti e ad-dirittura con normali penne grazie ai progressi della tecno-logia degli ultimi display che adatta la sensibilità in modo dinamico, a seconda dell’in-gresso tattile utilizzato, ren-dendo il tocco più veloce, na-turale e accurato.Un aspetto fondamentale per il successo di un terminale è la durata della batteria. La tec-nologia LTE, con la necessità di dover operare contempora-neamente in gamme diverse crea esigenze di fi ltraggio in frequenza maggiori, rispet-to alle tecnologie legacy; au-menta quindi l’esigenza ela-borativa dovuta in termini di MIPS (Million Instructions Per Second) del processore del terminale che porta inevitabil-mente a un aumento di consu-mo della batteria.
7311 Terminali LTE
Il computer ENIAC (Electro-nic Numerical Integrator and Compute) costruito appe-na dopo il secondo confl itto mondiale per il Ballistic Re-search Laboratory, occupava una superfi cie di m pe-sava tonnellate, e off riva una capacità di calcolo di , MIPS. Ora il chipset quad-core di uno smartphone LTE rag-giunge una frequenza di clock di , GHz in nanometri di spazio con MIPS, circa
volte quella dell’ante-nato ENIAC.Gli smartphone usano princi-palmente batterie al litio che
forniscono la più alta densità di energia per grammo, non ri-chiedono manutenzione e non sviluppano eff etto memoria. I primi smartphone LTE, già sul mercato, hanno, a parità di uti-lizzo, un consumo almeno di
/ superiore agli smartphone di precedente tecnologia; si deve poi tener presente l’ex-traconsumo dovuto alle nuove applicazioni.
11.2 Categorie diterminali
La prima versione di LTE (Re-lease delle specifi che GPP)
Tabella 11.1 - Caratteristiche e single user throughput del terminale LTE
Cat 1 Cat 2 Cat 3 Cat 4 Cat 5 Cat 6 Cat 7 Cat 8
10
Peak Tput DL(Mbit/s)
Peak Tput UL(Mbit/s)
Peak Tput DL(Mbit/s)
Modulazione maxDL
Modulazione maxUL
MIMO DL
SISO/MIMOmaxUL
Disponibilità attesa
Banda maxgestibile
50 100 150 300 300 300 3000
5
1x2 2x2 2x2 2x2 4x4 4x4 4x4 8x8
1x2 1x2 1x2 1x2 1x2 2x2 2x2 4x4
25 50
20 MHz
Disponibili 2013 2015 NA NA 2020
40 MHz 40 MHz 100 MHz
16 QAM16 QAM 64 QAM 64 QAM
50 75
64 QAM
50 100 1500
74 Easy LTE
in corso di dispiegamento, prevede cinque categorie di terminali ( - ) le cui poten-zialità sono elencate nella Tabella . , insieme a quelle delle tre ulteriori categorie di terminali specifi cati per LTE advanced ( - ). In tabella
. si indicano poi le poten-zialità della rete attraverso il throughput single user di cel-la per le tre bande MHz, MHz, MHz. Il throughput eff ettivo erogabile al singolo utente è dato dal minimo tra il massimo throughput ge-stibile dal terminale e quel-lo 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 sperimen-tate in termini di potenza del segnale ricevuto e di interfe-renza 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 confi gurata con una ban-da di MHz dalla intersezio-ne 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 termina-li di categoria con il MIMO
x in DL che consente il rad-doppio delle prestazioni. (cfr. Tabella . ) Lo standard prevede in LTE-Advanced (Release e suc-cessive) la CA (Carrier Ag-gregation) funzionalità per l’aggregazione di bande in gamme diverse fornendo una banda totale da MHz fi no a MHz (terminali Cat. ,
, ). Per quanto riguarda le categorie e , il throughput single user di picco può essere raggiunto in modi diff erenti: ad esempio i Mbit/s in DL potranno essere resi disponi-bili con MIMO x e banda di
7511 Terminali LTE
Tabella 11.2 - Caratteristiche e single user throughput della cella LTE
100 MHz
750
1500
255
510
3000
375
750
1500
MIMO 2x2
Peak Tput DL 64 QAM
Peak Tput UL 16 QAM
Peak Tput UL 64 QAM
MIMO 4x4
SISO 1x2
MIMO 2x2
MIMO 8x8
SISO 1x2
MIMO 2x2
MIMO 4x4
Mbit/s
40 MHz
300
600
102
204
1200
150
300
600
Mbit/s
20 MHz
150
300
51
102
600
75
150
300
Mbit/s
15 MHz
110
220
38
76
440
55
110
220
Mbit/s
10 MHz
74
148
25
50
296
37
74
148
Mbit/s
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
Piattaforme di Servizio12
La nuova rete mobile bro-adband LTE consente un miglioramento nell’e-
sperienza d’uso di servizi qua-li web-surfi ng, e-mailing, up/down loading massivo, video streaming, ecc. Occorre prov-vedere all’evoluzione di alcuni dei servizi esistenti e all’intro-duzione di nuovi servizi, met-tendo a valore l’elevato throu-ghput e le basse latenze off erte da LTE.
12.1 Enriched Communication
La rete LTE si caratterizza ri-spetto alla rete G/ G per la presenza di un’unica core net-work a commutazione di pac-chetto con cui interagisce l’ar-chitettura IMS (IP Multimedia Subsystem).
IMS (cfr. fi gura . ) off re per la realizzazione dei servizi: Multimedialità: l’uso di pro-
tocolli IP based fornisce vari media (audio, video, etc.); Multiaccessibilità: garanti-
sce la gestione di accessi ete-rogenei, mobili, fissi, WiFi; Multiservizio: integra vari
tipi di applicazioni attraver-so l’introduzione di Applica-tion Server.
Gli AS (Application Server), qui di seguito descritti, connessi a IMS CN (IMS Core Network), forniscono le funzionalità per i servizi di Enriched Communi-cation, (cfr. fi gura . ). AS MMTel (Multimedia Te-
lephony), supporta i servizi supplementari per una chia-mata multimediale; IP SM GW (IP Short Mes-
sage Gateway), Application
7712 Piattaforme di Servizio
Server che eroga il servizio SMS; AS RCS (Rich Communica-
tion Suite), supporta l’arric-chimento della comunica-zione con chat, file transfer, image/video sharing; AS SCC (Service Centraliza-
tion and Continuity), gesti-sce l’handover voce tra LTE e G/ G; AS HDVC (High Definition
Video Communication), ero-ga le logiche del servizio di videocomunicazione HD.
IMS, pur permettendo un ser-vizio di comunicazione mul-timediale analogo a quello off erto dagli OTT (Over The Top), consente, come plus, di valorizzare gli asset specifi ci dell’Operatore Telco. Ad esem-pio un Operatore può garanti-re la QoS (Quality of Service) nella mobilità tra accessi ete-rogenei (mobili, fi ssi, WiFi). La soluzione voce a standard Telco, è inoltre nativamente interoperante tra i vari opera-tori e con selezione basata su
Figura 12.1 - Enriched Communication
Piattaforme di servizio
IMS
LTE
2G/3G
AS MMtel IP-SM-GW AS RCS AS SCC AS HDVC
IMS IP Multimedia SubsystemAS MMtel Application Server Multimedia TelephonyIP-SM-GW IP Short Message GatewayAS RCS Application ServerRich communication suiteAS SCC Application ServerService centralization & ContinuityAS HVDC Application ServerHigh Definition Communication
78 Easy LTE
identità, quali i numeri telefo-nici, validi a livello mondiale, superando in tal modo il limi-te del modello community ti-pico dei servizi OTT.
12.2 High Defi nition Video Conference
Attualmente il servizio di vi-deoconferenza vede, da un lato, soluzioni high-end incen-trate sulla qualità e sull’alta defi nizione e su meeting room dedicate con accesso fi sso ul-trabroadband, dall’altro solu-zioni low-end, incentrate più sulla collaboration che sulla qualità della videocomunica-zione. I servizi video HD non sono oggi off erti sul mobile, ma vengono abilitati da LTE, gra-zie all’elevato throughgput (upstream e downstream) e alle basse latenze off erte da questa tecnologia.Nel , Operatori (tra cui Telecom Italia) e Fornitori di piattaforme e terminali hanno dato luogo al gruppo di lavoro HDVC (High Defi nition Video Conferencing) per defi nire una soluzione di videocomunica-zione ad alta defi nizione di
facile impiego, basata su IMS e caratterizzata da interope-rabilità tra i vari operatori. Il risultato è stata la profi latura dell’interfaccia UNI (User to Network Interface) tra il de-vice e la rete, e la profi latura dell’interfaccia NNI (Network to Network Interface) per l’in-terconnessione tra gli operato-ri. Questi lavori sono stati poi ripresi dalla GSMA per formu-lare le specifi che di HDVC su LTE, la cui architettura è de-scritta in fi gura . dove: HDVC AS: application ser-
ver per la programmazione e la gestione delle multi-conferenze; MRF (Multlimedia Resource
Function): unità di multicon-ferenza per il video HD p (risoluzione x pi-xel); il video HD ha un’occu-pazione 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 Base-line Profi le) che, vista la larga disponibilità in ambito mobi-le, consente sia un’ampia inte-
7912 Piattaforme di Servizio
roperabilità a livello di termi-nali, sia l’utilizzo di numeri di telefono per selezionare il cor-rispondente, superando così la diffi coltà legate all’inserimen-to dell’indirizzo IP, come ri-chiesto da molte applicazioni video HD.
12.3 Servizi Video, Cloud, Gaming
Questi servizi benefi ciano a vario titolo della grande velo-cità trasmissiva di LTE (down-stream e upstream) e della sua bassa latenza.Video I servizi video, in particola-re, sfruttano la rete LTE per la trasmissione dei contenuti
secondo due diverse modalità che rispondono a esigenze dif-ferenti: 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 diffu-sione dei contenuti più sele-zionati da parte degli utenti in modalità on demand; Streaming in upstream per
realizzare scenari di mo-bile reporting (dirette TV in esterna) e mobile webcast-ing (riprese di eventi/staff meeting in assenza di con-nettività fissa).
Figura 12.2 - High Definition Video Communication
IMSFixed HDVC
legacy
MRF
AS HVDC
Mobile HDVC
Video GW
80 Easy LTE
CloudI servizi di Archiviazione in Cloud (Virtual Storage) bene-fi ciano di LTE nella possibilità di essere arricchiti con fun-zionalità quali, ad esempio, l’accesso multidevice (tablet, smartphone) e la personaliz-zazione delle politiche di ar-chiviazione e di condivisione dei contenuti.GamingNei servizi di Gaming on line, LTE non solo consente l’alta velocità di interazione richie-sta dal gioco, ma abilita anche scenari di Cloud Gaming in cui, remotizzando nel cloud i processi più onerosi, quali l’e-laborazione grafi ca (Virtual Gaming), si possono giocare su un comune smartphone/tablet anche i titoli computazional-mente più sofi sticati, senza più bisogno delle game console.
12.4 LocalizzazioneCome noto, l’introduzione di LTE avviene tramite la realiz-zazione di una nuova rete core e di una nuova rete d’accesso. In rete core vengono introdot-ti l’HSS e l’MME. La parte di Controller della rete d’accesso
viene in parte spostata ver-so la rete core e integrata con l’MME. All’eNB, per quanto riguarda la localizzazione (Po-sitioning), vengono lasciate solo le funzionalità di reperi-mento delle misure utili per la localizzazione, mentre le fun-zionalità 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 svol-te da tre nodi rappresentati in fi gura . . Location Enabler: è il GW di
localizzazione verso i servi-ce provider, regola l’accesso al servizio e implementa le funzioni di esposizione del servizio quali il controllo di policy, il controllo dell’auto-rizzazione alla localizzazio-ne, l’interfacciamento con i sistemi di billing; GMLC (Gateway Mobile Lo-
cation Center): elabora la richiesta di localizzazione e individua l’impianto di core network verso cui instra-darla;
• SMLC (Serving Mobile Lo-cation Center) calcola la
8112 Piattaforme di Servizio
posizione interagendo con i nodi di rete.
In particolare saranno neces-sarie le seguenti azioni: Evoluzione del nodo GMLC
per il nuovo routing delle pro-cedure di localizzazione ver-so gli HSS e MME. Il GMLC dovrà anche gestire la presen-za in rete di HSS e HLR indi-viduando, tramite la selezio-ne 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 funzio-nalità di positioning LTE (E-SMLC). Questo nodo, interfacciandosi con MME, dovrà gestire il dialogo con le funzionalità di positio-ning presenti in eNB e nel terminale d’utente.
Figura 12.3 - Architettura di Positioning
MME
eNodeB MME
Rete LTE Service layer Servizi
HSS
E-SMLC
GMLC
E-CSCF
NUE GW
GW AAGG
LBS VASLo
cati
on
Em
ab
ler
Numero UnicoEmergenza 112
AutoritàGiudiziaria
VAS basati sulocalizzazione
MPS
Nuovi elementi di rete
eNodeB enhanced Node BMME Mobility Management EntityHSS Home Subscriber ServiceE-CSGF Emergency Call Session Control FunctionE-SMLC Enhanced Service Mobile Location Center
GMLC Gateway Mobile Location CenterMPS Mobile Positioning SystemNUE GW Numero Unico Emergenza GatewayGW AAGG Gateway Autorità GiudiziariaLBS Location Based Services Value Added Services
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’in-terfaccia tra GMLC e E-CSCF (Emergency Call Session Con-trol Function) per la localizza-zione delle chiamate d’emer-genza su VoLTE.
12.5 AugmentedAdvertising
L’Augmented Advertising, let-teralmente la pubblicità au-mentata, è un servizio nel quale l’esperienza dell’utente che accede ad un contenuto
pubblicitario tramite un ca-nale tradizionale (es: rivista, catalogo, cartellone) viene ar-ricchita con contenuti multi-mediali attinenti al prodotto da promuovere. Un tipo di mimica può esse-re 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 mo-bile svolgono un ruolo attivo non solo nell’erogare il conte-nuto al cliente, ma anche nel riconoscere il suo profi lo per personalizzare il contenuto stesso, eventualmente anche in termini di localizzazione ■
8313 Backhauling
Backhauling13
L’architettura di riferi-mento di LTE (cfr. fi gu-ra . ) defi nisce i nodi
che compongono la rete mobile e le interfacce logiche che li col-legano. 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 fi sico, realizzato attraverso porzioni di rete fi ssa che trasportano i fl ussi di infor-mazione della rete radiomobile. I collegamenti fra i nodi radio e i nodi di controllo costituiscono il BH (Backhauling).
13.1 Impatti di LTE sul BHL’architettura di fi gura . diff erisce da quella descritta nei capitoli precedenti perché
è presente un ulteriore nodo, il SEG (Secure Gateway), che ha lo scopo di garantire la si-curezza delle comunicazioni fra eNB e Core Network, come descritto più in dettaglio nel capitolo seguente. In questo modo, l’interfaccia X , che lo-gicamente collega fra loro eNB vicini, si trasforma in una cop-pia di interfacce fra gli eNB ed il SEG. La tratta di backhauling diventa quindi quella fra eNB e SEG, con un unico collegamen-to fi sico per tutte le interfacce logiche di un singolo eNB.Le principali diff erenze della rete LTE rispetto a quelle G e
G che possono avere impatto sul BH sono: il paradigma “all-IP” e le prestazioni più elevate.Le prestazioni elevate della rete LTE si traducono in requisiti
84 Easy LTE
Figura 13.1 – Architettura di riferimento della rete Radiomobile LTE
GSM
eNodeB
eNodeB
Long Term Evolution(Access Network)
Evolved Packet Core(Core Network)
MMESEG
HSS PCRF
SGW PGW
to HSS
x2
S1
X2
X2
S1
SessionManager
Repositoryprofilo cliente
eNB evolved Note BSEG Security GatewayMME Mobility Management EntitySGW Serving GatewayPCRF Policy & Charging Rules FunctionPGW Packet Data Network GwHSS Home Subscriber Server
percorso logico
percorso fi sico
LTE
LTE
PacketNetwork
(APN)
sfi danti per il backhauling in termini di: banda elevata, bas-sa latenza, bassa perdita di pac-chetti, elevata disponibilità.La banda di picco generata da una stazione radio tri-setto-riale 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 assegna-ti una latenza massima di ms e un packet loss massimo di - .I requisiti di disponibilità ri-chiedono una protezione au-tomatica del collegamento eNB-CN con tempi di ripristi-
8513 Backhauling
no inferiori a ms in modo da evitare la caduta delle chia-mate voce attive.
13.2 Architettura Low RAN e High RAN
Schematicamente la situa-zione di rete è quella di fi gu-ra . . I siti radio degli eNB hanno una distribuzione mol-to 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
apparati di core network (SEG e MME) si trovano in un nu-mero ridotto di sedi che coin-cidono con i PoP del Backbo-ne IP (OPB) o con un loro sottoinsieme. In fi gura . è rappresentato il caso generale, ma si possono anche avere casi particolari di stazioni radio in-stallate nelle sedi SL e SGU.Quindi il BH si estende dalla periferia della rete fi no ai nodi del backbone ed è divisa in Low RAN, corrispondente alla rete di Accesso fi ssa, e High RAN corrispondente alla rete Metro-Regionale.
Figura 13.2 – Corrispondenza fra rete mobile LTE e segmenti della rete fissa sul backhauling
eNodeBSEG
Siti Radio SediSL conFibra
Sedi SGU Sedi OPB
MME
SL Stadio di LineaSGU Stadio di Gruppo UrbanoOPB Optical Packet Backbone
Accesso
Rete Metro-Regionale
Low RAN
MW
FO
High RAN
86 Easy LTE
13.3 Soluzioni per la Low RAN
Gli eNB sono dotati di un’in-terfaccia ottica GE (Gigabit Ethernet) per la connessione verso la Core Network. Quin-di, nelle aree con fi bra ottica disponibile in accesso, la solu-zione più semplice per realiz-zare la Low RAN consiste nel collegare l’eNB direttamente ad una coppia di fi bre che arri-va fi no alla sede SL. Le distan-ze fra eNB e SL sono suffi cien-temente brevi da garantire una trasmissione esente da errori anche con le interfacce otti-che, relativamente a basso co-sto, disponibili sugli eNB.Nelle zone in cui il dispiega-mento della rete LTE precede lo sviluppo della rete ottica in accesso, le due alternative di-sponibili sono la rete di acces-so in rame e il ponte radio.Le soluzioni di accesso in rame, pur potendo utilizzare più doppini per aumentare la velocità trasmissiva, hanno at-tualmente prestazioni che non sono adeguate ai requisiti del backhauling LTE.I ponti radio di ultima gene-razione consentono velocità
trasmissive superiori a quelle ottenibili con la rete in rame, anche se non si raggiungono le prestazioni della fi bra ottica. I ponti radio di tipo full-packet oppure hybrid dispongono di tecniche di modulazione adattativa che variano la capa-cità disponibile per il traffi co a pacchetto in funzione delle condizioni di propagazione dei segnali radio. Il ponte ra-dio viene quindi progettato per fornire una capacità mini-ma garantita, corrispondente al tipo di modulazione più ro-busto (ad es. QPSK), con una indisponibilità non superiore ad un valore limite, tipica-mente min/anno. Quando le condizioni di propagazione sono buone, vengono utilizza-te modulazioni più effi cienti (ad esempio, QAM) che fanno aumentare la capacità, fi no 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 fl ussi GE prove-
8713 Backhauling
nienti dai diversi eNB di una data area geografi ca e multi-plarli insieme in fl ussi a più elevato bit rate da trasportare al SEG. Questa parte di rete deve quindi disporre di due di-verse funzionalità: Trasporto ottico di gran-
di moli di informazione su distanze medio-lunghe; at-traverso 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 Me-tro) oppure la PTN (Packet Transport Network).
La rete OPM è nata nel per il servizio IPTV ed è co-stituita da apparati multi-layer switch (per lo switch a vari livelli protocollari) con un’architettura di tipo hub-and-spoke (con un punto di convergenza interno e tan-te radiali che si dipartono da questo). Oggi è presente nella parte di rete metro-regionale, indicata in fi gura . come Metro Core. Viene utilizzata per fornire servizi broadband
fi ssi, business e retail, servizi Wholesale e per il backhau-ling G. La OPM sta evolven-do verso una tecnologia basata su IP/MPLS.La rete PTN è invece una tec-nologia di trasporto destinata a sostituire progressivamente la rete SDH e integra funziona-lità di commutazione a livello di circuito analoghe a quelle SDH e funzionalità di commu-tazione di pacchetto basate su MPLS-TP. La topologia di rete generalmente utilizzata è ba-sata su anelli interconnessi per avere la possibilità di protegge-re il traffi co 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 conseguen-za, 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’introdu-zione in rete di apparati PTN è iniziata nel corso del .La OPM e la PTN presentano diff erenze nel trattamento del traffi co a circuito oltre che dal punto di vista operativo e ge-stionale; entrambe le tecnolo-
88 Easy 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 Fee-der, Feeder e Metro). Nel segmento di Metro Aggre-gation si utilizzano invece le seguenti soluzioni: collegamento diretto in fi-
bra nuda del eNB all’OPM con fibra abbondante e di-stanze ridotte collegamento eNB - OLT
(Optical Line Termination)
Figura 13.3 – Opzioni architetturali per il backhauling LTE
MW
FO
eNodeB
OLT
NodoMetro
Feeder oRemote Feeder
WDM WDM
PTN
OPM
eNodeB
eNodeB
eNodeB
eNodeB
eNodeB
eNodeB
SEG MME
Metro Aggregation Metro Core
SGUSL
SL
SL
SL
Sedi OPB
FO Fibra OtticaMW MicrowaveOLT Optical Line TerminationOPM Optical Packet MetroWDM Wavelength Division Multiplexing
8913 Backhauling
ove è presente la rete di ac-cesso ottica Utilizzo di una rete WDM o
PTN nelle altre aree.La scelta fra l’impiego del WDM oppure del PTN viene
fatta analizzando le caratteri-stiche dell’area geografi ca in termini di densità di clienti e previsioni di evoluzione del traffi co ■
90 Easy LTE
Sicurezza LTE14
Come per le precedenti tecnologie mobili, an-che per LTE la sicurezza
costituisce un fattore impre-scindibile e ancor più in LTE con la sua una nuova rete all-IP che lo renderebbe relativamen-te vulnerabile agli attacchi ca-ratteristici del mondo IP. La sicurezza richiede: l’autenticazione che consen-
te di identificare in modo certo la provenienza dei dati; l’integrità che assicura che i
dati non siano stati modifi-cati durante la loro trasmis-sione; la cifratura che garantisce la
riservatezza delle informa-zioni.
14.1 Sicurezza dell’interfaccia radio
Le funzionalità di sicurezza dell’interfaccia radio GSM, UMTS e LTE sono rappresenta-te in fi gura .Gli aspetti rilevanti da tenere in considerazione sono: Mutua autenticazione rete/
utente: l’autenticazione dell’utente impedisce accessi non autorizzati e l’autentica-zione della rete evita le con-nessioni da “false” stazioni radio base. L’autenticazione con HSS estende la EPS-AKA (Evolved Packet System-Au-thentication Key Agreement) di UMTS. Confidenzialità identità
utente e terminale: per l’u-tente limita la trasmissione
9114 Sicurezza LTE
in chiaro dell’IMSI (Inter-national Mobile Subscriber Identity) memorizzato nella SIM usando lo pseudonimo TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity) e per il terminale cifrando l’iden-tificativo del terminale l’I-MEI (International Mobile Equipment Identity), quan-do richiesto dalla rete. Cifratura della segnalazione
e dei dati utente: per impe-dirne 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 diver-sa per segnalazione radio e core; Ambiente sicuro su eNB: il
fine è impedire la compro-missione 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
Figura 14.1 - Sicurezza sull’interfaccia radio LTE
eNodeB
BTS
MS Autenticazione utente
Mutua Autenticazione
Mutua Autenticazione
Cifratura
Cifratura+Integrità segnalazione
Cifratura+Integrità segnalazione radio
Cifratura+Integrità segnalazione core
UE
UE
Radio Network Core Network
eNodeB
RNC
GSM
UMTS
LTE
92 Easy LTE
sensibili oltre che eseguire le operazioni più critiche.
14.2 Sicurezza del Backhauling
In G i dati sono trasferiti crit-tografati su una rete non-IP fi no al RNC che è fi sicamen-te protetto e all’interno di un edifi cio affi dabile (trusted). In LTE a causa dell’assenza del-l’RNC, la cifratura e il control-lo di integrità devono essere svolte dall’eNB, altrimenti il traffi co sul backhauling, risul-terebbe non autenticato e tra-smesso in chiaro. Interfacce S e XI siti degli eNB, non sono sem-pre trusted; è necessario quin-di che per la messa in sicurez-za sia svolta in un ambiente sicuro non accessibile a terze parti. La mancanza di auten-ticazione e di confi denzialità del traffi co, 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 del-la rete core. Questi rischi inte-
ressano anche la X attraverso cui eNB vicini possono scam-biarsi informazioni sensibili.L’impiego della suite IPSec ga-rantisce la sicurezza richiesta creando, a partire da ciascun eNB, un tunnel nel quale il traffi co è trasmesso verso un SEG (Security Gateway) (cfr. fi gura . ). In tunnel mode si imbusta il pacchetto origina-rio in uno nuovo con un’inte-stazione IPSec e un’intestazio-ne IP aggiuntiva per defi nire gli estremi del tunnel. La sicu-rezza è garantita dal protocol-lo ESP (Encapsulation Security Payload) della suite IPSec. In particolare gli aspetti di si-curezza sono così gestiti: Confidenzialità del traffico:
nell’instaurazione del tun-nel IPSec, l’eNB negozia con il SEG, una chiave segreta usata appunto per cifrare il traffico a chiave simmetri-ca; Integrità delle trasmissioni,
si utilizzano per l’autenti-cazione i codici Hash (Hash Message Authentication Codes-HMAC). Un HMAC utilizza una chiave segre-ta condivisa (simmetrica) che viene combinata con
9314 Sicurezza LTE
il messaggio originale per la generazione del codice unico hash. L’HMAC inse-rito 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, implicita-mente, di verificare anche l’identità della sorgente. Analoga verifica avviene lato eNB per i pacchetti ri-cevuti tramite il SEG.
È fondamentale quindi che ciascun eNB stabilisca in modo sicuro con il SEG una
Figura 14.2 - IPsec e Security Management
eNodeB
eNodeB
eNodeB
RA/CRL AAA
CA OSS/MMGT
MME
SGW PGW
PacketNetwork
(APN)
GestioneTraffico
S1 (Control Plane + User Plane)X2Certificate Management Protocol(CMPv2, SCEP)
CA Certificate AuthorityRA Registration AutorityCRL Certificate RevocationListAAA Authentication Authorization AccountingOSS Operational Support System
IP Sec
IP Sec
IP Sec
SecureGateway
(SEG)
Security Management
Untrusted Trusted
Backhauling Core Network
94 Easy LTE
chiave segreta. Il protocollo IKEv (Internet Key Exchan-ge version ) viene utilizzato per la negoziazione tra le parti nonché la loro autenticazio-ne. 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, (pro-tocolli, 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 ne-goziata per IPSec (IPSec SA Se-curity Association).L’autenticazione avviene sulla base dello scambio di certifi -cati digitali e questo richiede di disporre in rete core della rete di Security Management (cfr.fi gura . ) costituita da un SEG e da una PKI (Public Key Infrastructure). La PKI si compone di CA (Certifi cation Authority), di RA (Registra-tion Authority), di CRL (Certi-fi cate Revocation List) nonché dei protocolli la gestione auto-matica dei certifi cati. Tale PKI deve interoperare con i nodi di accesso eNB, e con il SEG che
per mutuamente autenticarsi dispongono di un certifi cato fi rmato dalla CA dedicata alla rete LTE di Telecom Italia.Il CMPv (Certifi cate Manage-ment Protocol) gestisce i cer-tifi cati sull’eNB, il rilascio av-viene autenticando l’eNB sulla base di un certifi cato di device rilasciato dal fornitore e prein-stallato sullo stesso nodo. Il SCEP (Simple Certifi cate En-rolment Protocol) è usato per la gestione dei certifi cati lato SEG.
14.3 Certifi cati DigitaliI certifi cati digitali nascono a supporto della crittografi a asimmetrica in cui è utilizzata una coppia di chiavi diverse, dette pubblica e privata, cor-relate univocamente e tali che da una chiave non esista modo di risalire all’altra. La chiave privata, in quanto tale, deve es-sere conservata in modo sicu-ro; la chiave pubblica è invece distribuibile e può essere nota a chiunque. L’impiego della chiave pubblica per cifrare con-sente la confi denzialità dei dati poiché solo il possessore della corrispondente chiave privata
9514 Sicurezza LTE
è in grado di risalire al testo in chiaro. La chiave privata, quan-do è usata per cifrare, fornisce invece garanzie sull’identità del mittente di un messaggio, in quanto unico possessore della chiave privata. Questo schema viene utiliz-zato nell’ambito della fi rma digitale alla base del funzio-namento dei certifi cati digi-tali. La fi rma digitale è gene-rata cifrando, con la chiave privata, l’hash del messaggio a cui è allegata la fi rma. L’hash è una funzione che consen-te di ottenere a partire da un messaggio, arbitrariamente lungo, una rappresentazione compatta dello stesso, detta digest. In questo modo, la ci-fratura è più semplice e veloce in quanto è eseguita sul digest che ha lunghezza fi ssa, inve-ce che sull’intero documento. Chiunque è in grado di veri-fi care l’autenticità della fi rma attraverso la chiave pubblica corrispondente alla chiave pri-vata usata. Il certifi cato garantisce, a tal fi ne, l’associazione univoca tra la chiave pubblica (in esso contenuta) e l’identità di chi la utilizza nell’ambito della
procedura di autenticazione tramite fi rma digitale o della procedura di cifratura asim-metrica. È generato e fi rmato da un’autorità garante chia-mata CA; l’elemento che attri-buisce il carattere di credibilità all’intero certifi cato è proprio la fi rma digitale apposta dalla CA, che può essere verifi cata utilizzando la chiave pubblica della stessa CA. Le autorità di certifi cazione sono generalmente struttura-te in modo gerarchico. Nor-malmente una CA rilascia un certifi cato per un’altra CA (su-bordinata), che a sua volta ri-lascia certifi cati per nuove CA o direttamente alle entità fi na-li. Si crea quindi una struttura ad albero fatta di relazioni di fi ducia tra le diverse CA che la compongono, nota come PKI. All’interno della PKI, la RA è l’entità che, a tutti gli eff etti, ha la responsabilità di accer-tare l’identità dell’entità che fa richiesta di un certifi cato digi-tale, comportandosi da front-end della CA. I certifi cati hanno una validità temporale limitata; se com-promessi o scaduti devono es-sere revocati. Tale operazione
96 Easy LTE
è compito della CA, che perio-dicamente pubblica e aggior-na delle liste, defi nite CRL, in cui sono contenuti i certifi cati da considerare non più validi, perché scaduti o perché ap-partenenti a entità la cui chia-ve privata è stata compromes-sa. In fase di autenticazione
chiunque può controllare la validità del certifi cato ricevu-to, scaricando periodicamente le CRL da uno specifi co repo-sitory o utilizzando un proto-collo di verifi ca online detto OCSP (Online Certifi cate Sta-tus Protocol) ■
97Glossario
Glossario
x EVDOx EVolution, Data Optimized
Standard radiomobile americano G con X standard per voce ed EV-DO standard
per dati.
GPPThird Generation
Partnership Project
Progetto costituito dai principali enti di standardizzazione mondiali (ETSI, ATIS, ARIB, TTC, TTA, CCSA) per sviluppare le specifi che tecniche dei sistemi radiomobili UMTS, LTE e loro evoluzioni. In un secondo tempo nell’ambito del GPP sono confl uite anche le attività relative alle specifi che tec-niche del sistema GSM e sue evoluzioni
AAGG GWAttività Giudiziarie Gateway
Nodo di intermediazione per i sistemi per la localizzazione verso l’autorità giudiziaria
AASActive Antenna System
Antenna con elettronica attiva incorporata che può generare diagrammi di radiazione variabili
ACAlternative Current
Letteralmente Corrente Alternata: la rete elettrica fornisce una tensione con anda-mento sinusoidale che una volta applicata a un carico fa circolare in questo una cor-rente anch’essa sinusoidale. Questo tipo di sorgente elettrica è detta AC
Access NetworkAccess Network
Rete periferica che collega i terminali alla Core Network, può essere cablata (wired) o radio (wireless)
98 Easy LTE
APNAccess Point Name
Identifi ca la rete IP a cui può accedere l’u-tente 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 defi nire APN distinti per applicazioni diverse
ARIBAssociation of Radio
Industries and Businesses
Ente di standardizzazione giapponese
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, desti-nazione, durata della connessione) neces-sari per tariff azione 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
Algoritmo di cifratura a chiave simmetrica che cifra blocchi di dati di bit, con chia-vi di crittografi a di , o bit
AGPS Assisted Global
Positioning System
Miglioramento della localizzazione GPS in cui il tempo di individuazione iniziale (fi xing) dei satelliti è ridotto grazie a indi-cazioni veicolate dalla rete mobile
AKAAuthentication &
Key Agreement
Protocollo di autenticazione utilizzato nel-le reti G che si caratterizza per la mutua autenticazione tra il terminale e la rete
Always On Utente sempre collegato a livello logico at-traverso un indirizzo IP alla 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 collega-mento
99Glossario
ASAccess Stratum
Insieme dei protocolli e delle funzionalità per la trasmissione dei dati sull’interfaccia radio e per la gestione dell’interfaccia radio stessa
ATISAlliance for
TelecommunicationsIndustry Solutions
Ente di standardizzazione statunitense
AuCAUthentication Center
Data base per la gestione delle chiavi di au-tenticazione
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 me-diante informazioni digitali ulteriori. Ad esempio quando, inquadrando con l’Han-dset una via, compaiono sul display i nomi dei palazzi storici
Automotive Applicazioni automobilistiche
Backbone Dorsale di collegamento trasmissivo a che trasferisce l’informazione aff erente dai rami della rete di accesso
Banda di Frequenza Intervallo di frequenza (banda) caratte-rizzato da una frequenza inferiore, una superiore e una di riferimento (gamma) corrispondente all’ordine di grandezza del-la banda. Ad esempio la Banda GSM asse-gnata a livello Europeo in Uplink è - MHz; si hanno quindi MHz di banda nella gamma dei MHz
BBBase Band
Banda di frequenza, a partire da frequenza zero, in cui si trovano nativamente le rap-presentazioni in frequenza (spettri) dei se-gnali 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
BHBackhauling
Collegamento trasmissivo geografi co fra ele-menti di rete. Nell’LTE si intende quello fra gli e-Node B,il Serving Gateway e Il Mobile Ma-nagement Entity
Blocking
Saturazione dell’amplifi catore di ricezione TV a seguito di un interferente di livello eccessivo
Bluetooth
Standard wireless per connessioni wireless fra dispositivi in vicinanza (ad esempio trasferi-mento dati fra terminale e auricolare, termi-nale e viva voce dell’auto ecc.)
Broadcast
Trasmissione one to many verso un insieme di ricevitori. Ad esempio diff usione televisiva (solo in down link senza alcun canale di ritor-no radio in uplink)
Broadcaster Operatore televisivo
Browsing Navigazione contemporanea in più pagine web
BSCBase Station Controller
È il controllore della stazione radio base G (BTS). Amministra le risorse radio asse-
gnando i canali per le singole connessioni,
BBBroad Band
Banda Larga. Nella terminologia radiomo-bile Telecom Italia con BB si defi nisce il ser-vizio HSPA a Mbit/s
Beacon Letteralmente “faro”: canale di downlink che trasmette le informazioni di riferimen-to di cella (identifi cativo di cella, canali bea-con di celle adiacenti ecc) per gestire l’ac-cesso, la mobilità ecc.
BFBeam Forming
Sagomatura del fascio di emissione/capta-zione di un’antenna per convogliare l’energia elettromagnetica nelle direzioni volute, miti-gando l’interferenza verso quelle non volute. Si possono così creare varie celle di copertura con la stessa antenna (aumentando la capa-cità) anche a livello di singolo utente, anche adattivamente
versione a FI (Frequenza Intermedia) inter-posta fra la BB e la RF e una seconda conver-sione da FI a RF. In ricezione le operazioni sono reciproche
101Glossario
BTSBase Transceiver Station
Stazione Radio Base G deputata alla rice-trasmissione delle comunicazioni d’utente, attraverso i sistemi di antenna e dei mes-saggi di segnalazione sull’interfaccia ra-dio, alla codifi ca e cifratura dei segnali per assicurarne rispettivamente l’integrità e la riservatezza, alla raccolta di misure radio e di traffi co ed al loro inoltro verso la rete, alla diff usione delle informazioni di sistema in broadcast
CACarrier Aggregation
Aggregazione di portanti anche su gamme di frequenza diverse per fruire della dispo-nibilità totale di frequenza (p.e una banda totale di MHz per LTE ottenuta attraver-so MHz @f MHz + MHz@f MHz)
CACertifi cation Authority
Entità fi data che si occupa del rilascio dei certifi cati digitali per la sicurezza
Call Setup Operazione di attivazione della chiamata
Camping Attestazione del terminale mobile su una cella (mettendosi quindi in ascolto dei re-lativi canali di controllo comuni trasmessi su un canale logico denominato Beacon) a valle delle procedure di selezione/riselezio-ne di cella
CAPCapping
Riduzione delle prestazioni ad un utente che ha superato una certa soglia (contrat-tuale) di uso delle risorse. Ad esempio ridu-zione del throughput, per un tempo stabili-to, al superamento di una soglia di volume di dati trasferiti
CCCall Control
Controllo della chiamata: processo che in una centrale di commutazione decodifi ca l’indirizzamento e instrada la chiamata da un punto di connessione a un altro
raccoglie le misure di qualità e accessibilità e inoltra i messaggi di segnalazione scambia-ti 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 continu-ità delle chiamate a circuito (meccanismo di handover) o delle connessioni a pacchetto (ri-selezione di cella)
102 Easy LTE
CDMACode Division Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Codice. I vari fl ussi informativi vengono trasmessi con la stessa frequenza e nello stesso tem-po previa attribuzione di un codifi ca diver-sa 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 utiliz-zato in UMTS/HSPA
Cella Area di copertura di una antenna in una gamma di frequenza. Le celle si classifi cano secondo l’entità della loro copertura: Macro Cella ( - km), Micro Cella ( , - km), Pico Cella ( - m), Femtocella ( m). Le macro celle servono per garantire un’am-pia copertura generale, mentre le altre per una copertura localizzata spesso in zone di alto traffi co
CEMCampi Elettromagnetici
Le onde elettromagnetiche sono il feno-meno fi sico che supporta il trasferimento di energia dalla sorgente alla destinazione attraverso il fenomeno della propagazione. Nel caso delle trasmissioni questo fenome-no può avvenire in forma guidata attraverso cavi in rame e in fi bra ottica, oppure in for-ma non guidata attraverso la radio
Cellulare Denominazione di una rete in cui la coper-tura del territorio è eff ettuata 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
CCSAChina Communications
Standards Association
Ente di standardizzazione cinese
103Glossario
Certifi cato Digitale File con una validità temporale limitata, rilasciato da un entità fi data (Certifi cation Authority) che certifi ca l’associazione uni-voca tra una chiave pubblica e l’identità di un soggetto (persona, computer, ecc) che dichiara di utilizzarlo nell’ambito delle pro-cedure di cifratura asimmetrica e/o autenti-cazione tramite fi rma digitale
CIDCell Identifi er
Metodo di localizzazione basato sull’iden-tifi cativo di quella cella che presenta un valore di segnale più alto rispetto alle altre
CID+TACell Identifi er +
Timing Advance
Metodo di localizzazione basato sull’identi-fi cativo di cella con valore di segnale più alto + il valore del Timing Advance (quest’ulti-mo è un parametro calcolato dalla rete che è proporzionale alla distanza del mobile dalla stazione radio base)
CMConfi guration Management
Gestione della confi gurazione di impianto (p.e. numero portanti, frequenza portanti, potenza portanti etc.)
CMPCertifi cation Management
Protocol
Protocollo di gestione dei certifi cati, all’in-terno del quale ciascuna delle funzione di gestione è esplicitamente identifi cata da specifi ci scambi del protocollo
CMPv Certifi cate Management
Protocol v
Protocollo per la gestione dei certifi cati di-gitali
CNCore 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 prov-vede l’istradamento, su base selezione, fra sorgente e destinazione
CoMPCoordinated Multi Point
Architettura radio in cui il segnale è emesso da molti punti trasmissivi geografi camente separati con una codifi ca che rende i segna-li 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 at-traverso celle radio contigue
Cositing Ci si riferisce non tanto alla coesistenza nel sito radio di Operatori diversi ma di tecno-logie 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, trac-ciando 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)
Crittografi a Asimmetrica
Basata su due chiavi una pubblica e una privata segreta, fra loro in relazione. L’in-formazione viene crittografata con la chia-ve pubblica del destinatario ma solo questi può decifrarla con la chiave privata segreta
Crittografi a Simmetrica Basata su una chiave segreta che è la stessa per ogni coppia di interlocutori
CRLCertifi cate Revocation List
Archivio che contiene i certificati crittogra-fici non più validi
CRRMCommon Radio
Resouce Management
Insieme delle azioni (algoritmi e procedu-re) che servono per controllare, in modo congiunto, le risorse radio di una rete di ac-cesso radio eterogenea
CSCircuit Switching
Commutazione di circuito, instradamento dell’informazione da una sorgente a una destinazione con una connessione che è impegnata per tutta la durata della comuni-cazione e poi rilasciata
CSCFCall Session Control Function
Integra le funzionalità di accesso all’IMS, registrazione e controllo della sessione, conversione da numeri telefonici a URL
105Glossario
CSFBCircuit 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 cir-cuito 2G o 3G
Customer Profi ling Definizione del profilo di utente (es. abili-tazione a certi servizi o meno)
Datagram Pacchetti costituenti le unità informative nelle reti a commutazione di pacchetto
dBDecibel
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
dBmDecibel rispetto al mW
Esprime in maniera logaritmica la poten-za 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
DCDual Carrier
Doppia Portante. In HSPA si tratta del ser-vizio svolto su due portanti che, a seconda delle release, possono essere adiacenti, non adiacenti o su bande diverse con duplica-zione 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)
DCDirect Current
Letteralmente Corrente Diretta: una batte-ria fornisce una tensione con andamento costante che una volta applicata a un dispo-sitivo 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 inverterDirect Current
Convertitore da Continua ad Alternata (In-verter) che garantisce la continuità di ser-vizio nei momenti di assenza dell’alternata: p.e. dispositivo di continuità per un PC
106 Easy LTE
DDDigital Divide
Penalità (divide) nell’accesso ai servizi di-gitali a larga banda nelle aree decentrate (svantaggiate perché non redditive) ri-spetto a quelle a elevata concentrazione di clientela
Deployment Dispiegamento
Device Letteralmente dispositivo: si intende l’ap-parato radiomobile di utente nelle sue va-rianti di forma
Diagramma di radiazione Diagramma tridimensionale che definisce la direzionalità di una antenna nei confron-ti 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 ra-diazione
Digital Dividend Letteralmente “Dividendo Digitale”, ban-da 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 di-gitali)
Discovery Service Servizio per localizzare i terminali posizio-nati 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’in-gresso un insieme di sinusoidi a frequenza diversa queste e solo queste vengono ripro-poste 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 sinusoi-di all’uscita a varie frequenze ottenute da combinazioni di addizioni e sottrazioni di multipli interi delle frequenze di ingresso
DLDownlink
Verso di trasmissione dalla stazione radio base al terminale (ricezione del terminale). La ragione della terminologia sta nel fat-
107Glossario
to che le antenne delle stazioni radio base sono generalmente in alto rispetto ai termi-nali di utente
DMDual Mode
Il termine identifica apparati/dispositivi in grado di operare su due tecnologie diverse (es. GSM e UMTS)
Dominio di SicurezzaDual Mode
Perimetro di rete considerabile “sicuro” sul-la base di criteri quali ad esempio la sicurez-za 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
DoSDenial of Service
Attacco informatico per rendere inutiliz-zabile un determinato servizio esposto su Internet o server, attraverso l’invio massic-cio 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 con-versione da Radio Frequenza a Frequenza Intermedia
Down Loading Scaricamento dati dalla rete
DPDouble Polarization
I campi elettromagnetici emessi e ricevuti dalle antenne giacciono a sufficiente di-stanza dall’antenna (campo lontano) in piani sfalsati tra di loro, nella tecnica ra-diomobile 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 utilizza-re in ricezione per migliorare la qualità del segnale combinato delle due polarizzazioni rispetto alla polarizzazione singola (ricezio-ne in diversità)
DPIDeep 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 varia-zione dei parametri di trasferimento
108 Easy LTE
DRDirected Retry
Procedura che, in fase di attivazione della chiamata e non appena instaurata la con-nessione di segnalazione con la cella cor-rente, permette di reindirizzare la chiamata verso un’altra cella senza rilasciare il colle-gamento di segnalazione
DTMFDual Tone Multi Frequency
Conversione di caratteri in segnali sonori in banda fonica; p.e. ogni carattere della ta-stiera telefonica multifrequenza viene codi-ficato in due toni
DTXDiscontinuos Transmission
Modalità in cui si attiva il trasmettitore solo in presenza di informazione (circa il 50% della durata della conversazione nel caso della voce)
DVBTDigital Video
Broadcasting Television
Standard di diffusione TV digitale terrestre
EEuropean
Flusso digitale a 2,048 Mbit/s, primo ele-mento della gerarchia di multiplazione nu-merica plesiocrona europea
EE Numbering Plan
Raccomandazione che definisce il piano di numerazione
eCallEmergency Call
Chiamata di emergenza automatica che trasferice le informazioni di localizzazio-ne ed altre informazioni significative ad un centro di supervisione; al verificarsi di un evento specifico (p.e. arresto del veicolo)
ECIDEnhanced Cell Identifi er
Metodo di localizzazione basato sul nomi-nativo 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)
EDGEEnhanced Data for
GSM Evolution
Evoluzione del GPRS, con tecniche di mo-dulazione e codifica a correzione di errore più efficienti che ne consentono una veloci-tà massima in Down Link di circa 200 kbit/s
EEEnergy Effi ciency
Efficienza Energetica: rapporto fra energia di bit (potenza trasmessa a radio frequenza moltiplicata il tempo di bit) ed energia pre-levata dall’alimentazione
109Glossario
EEEEnergy Effi ciency Enabler
Tecnologia, architettura, modalità che con-sente 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 fisio-logici dell’utente
E-ICICEnhanced-Inter Cell
Interference Coordination
Permette miglioramenti della situazione interferenziale in una rete eterogenea attra-verso il coordinamento fra celle diverse
eMBMSEvolved Multimedia Broadcast
Multicast Services
Trasmissione punto-multipunto per reti cellulari che fornisce un servizio efficiente broadcast e multicast
eNBEvolved Node B
Stazione radio LTE con funzioni analoghe al Node B (3G) arricchita da alcune funzioni dell’RNC (3G)
EPCEvolved Packet Core
Core Network LTE
EPSEvolved Packet System
Rete LTE, completamente a pacchetto
EPS-AKAEvolved Packet System-AKA
Protocollo di autenticazione utilizzato nel-la 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 comple-mentari 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 propaga-tivo
ESPEncapsulating Security
Payload
Il protocollo ESP fa parte della suite IPSec e garantisce sia l’integrità di un pacchetto (at-traverso l’inserimento di un hash HMAC) sia la confidenzialità della trasmissione utilizzando la cifratura. Dopo aver cifrato il pacchetto e calcolato l’HMAC viene genera-to ed aggiunto l’header ESP
110 Easy LTE
FDMFrequency Division
Multiplexing
Le informazioni dei vari tributari vengono trasposte su frequenze diverse e non so-vrapposte da un multiplatore che genera al’uscita un segnale aggregato. Era utilizza-to nei sistemi di trasmissione analogici
FDMAFrequency Division
Multiple Access
Accesso Multiplo a Divisione di Frequenza in cui informazioni di utenti diversi vengo-no trasmesse contemporaneamente in ca-nali 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 varia-zione di ampiezza in più (amplificazione), o in meno (attenuazione) costante in fre-quenza e un ritardo anch’esso costante in frequenza
Feeder Nel radiomobile è il cavo coassiale di colle-gamento fra il ricetrasmettitore e l’anten-na. 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 inver-sa alla sezione del feeder e alla radice della frequenza
Ethernet È lo standard più diffuso per la realizzazio-ne di reti locali a pacchetto
ETSIEuropean Telecommunication
Standard Institute
Ente di standardizzazione europeo
E-UTRANEvolved UTRAN
Rete di accesso radio LTE
FDDFrequency Division Duplexing
Modalità di trasmissione bi-direzionale a divisione di frequenza che utilizza contem-poraneamente un canale in frequenza in Uplink e uno su una differente frequenza in Downlink
111Glossario
Femtocella Cella per applicazioni indoor con potenza e dimensioni estremamente ridotte, corri-spondente ad un’antenna installata all’in-terno di un edificio e con backhauling ti-picamente assicurato dalla linea di accesso fissa
Firma Digitale Rappresenta l’associazione fra un autore e documenti digitali da lui firmati, tale da ga-rantire la non ripudiabilità e l’integrità dei documenti in oggetto
Form Factor Forma dell’involucro di un terminale cellu-lare individuandone la tipologia
FRFull Rate
Codificatore Vocale GSM a velocità piena che impiega un Time Slot per la trasmissio-ne di un canale vocale
Free Cooling Il raffreddamento libero sfrutta la sola diffe-renza di temperatura con l’ambiente ester-no 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 cen-trale della banda di frequenza (esempio: gamma dei 900 MHz utilizzata per il GSM)
GCFGlobal Certifi cation Forum
È una parternership fra operatori, costrut-tori di terminali mobili, costruttori di appa-recchiature di test
GERANGSM EDGE
Radio Access Network
Evoluzione dell’accesso radio del Sistema GSM ed EDGE
GGSNGateway GPRS Support Node
Nodo di interfaccia con le altre reti a pac-chetto (es Internet o Intranet aziendali). Il GGSN incapsula pacchetti IP diretti all’U-tente nei pacchetti IP (Tunneling) diretti all’SGSN; alla sessione d’Utente è associato
112 Easy LTE
GPRSGeneral Packet Radio Service
GPSGlobal Positioning System
GMLCGateway MobileLocation Center
Primo servizio di trasmissione dati a pac-chetto introdotto sulla rete GSM con veloci-tà massima in Down Link di circa kbit/s
Sistema che attraverso una costellazione di satelliti in orbita bassa invia segnali di rife-rimento di tempo molto accurati che con-sentono la localizzazione di un mobile
Nodo che elabora la richiesta di localizza-zione individuando il nodo di Core Net-work verso cui instradarla
GSAGlobal Supplier Association
Associazione mondiale di costruttori di ter-minali radiomobili
GSMGlobal System for Mobile
Communications, in preceden-za Groupe Spécial Mobile
Sistema radiomobile digitale, inizialmente paneuropeo e poi mondiale, operante in Europa in banda e MHz con roa-ming internazionale
GSMAGSM Association
Associazione di operatori mobili che uti-lizzano 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 defi nita (digest), il digest è di-verso se la stringa di ingresso alla funzione hash è diversa
HDRHeader
Intestazione di un pacchetto dati con infor-mazioni per instradamento e QoS richiesta alla rete; è collegato alla zona dati (Payload)
HDVC ASHigh Defi nition
Video CommunicationApplication Suite
Suite di applicazioni per la videoconferenza ad alta defi nizione
nei nodi GGSN ed SGSN un Packet Data Processing Context (PDP Context) instau-rato all’avvio della connessione, che racco-glie le informazioni (indirizzo IP, qualità di servizio, identifi cativo del terminale) relati-ve allo scambio di dati
113Glossario
Het NetHeterogeneous Network
In generale, è una rete costituita da una nu-merosità 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 sce-nari ove sono dispiegate diverse tipologie di cella operanti anche su frequenze diverse
HLRHome Location Register
Archivio contenente le caratteristiche ana-grafi che e i profi li di servizio associati a ogni SIM. Contiene anche la posizione at-tuale del cliente in termini di VLR Visitor Location Register, necessaria per inviare il segnale di paging nella LA opportuna
HOHand Over
Procedura automatizzata di rilascio della comunicazione con una cella e contestua-le instaurazione di un nuovo collegamento con un’altra cella. Tipicamente l’handover serve a mantenere in piedi la comunicazio-ne durante il movimento dell’utente ma può anche essere utilizzato per espletare azioni di gestione del traffi co (es. load balancing) o di miglioramento della qualità
HOMHigh Order Modulation
Modulazione complessa che sfrutta un ele-vato numero di confi gurazioni di segnale, consentendo un’alta effi cienza spettrale. Tipicamente e -QAM
Hot Spot
HRHalf Rate
Area, principalmente di piccole dimensio-ni, a elevato traffi co
Codifi catore Vocale GSM che impiega un TS per la trasmissione di due canali vocali, raddoppiando così l’effi cienza trasmissiva (spettrale). La qualità di HR è solo legger-mente inferiore a quella di FR in condizioni di buona qualità del canale radio, mentre degrada in condizioni di canale avverse
HSDPAHigh Speed
Downlink Packet Access
In ambito UMTS indica la soluzione per tra-smissione dati a pacchetto ad alta velocità su canale condiviso nella tratta dalla stazio-ne al terminale
114 Easy LTE
HSPAHigh Speed Packet Access
HSPA+High Speed Packet Access +
HSSHome Subscriber Server
HSUPAHigh Speed Uplink
Packet Access
Hub and Spoke
Defi nisce la combinazione HSDPA e HSU-PA per identifi care con un unico acronimo la feature che permette trasmissioni a pac-chetto ad alta velocità sulle due tratte UL e DL
Insieme di funzionalità radio che forni-scono ulteriori miglioramenti di HSPA (ad es.in DL Mbit/s con QAM o
Mbit/s con DC)
Data base che gestisce il profi lo di utente LTE
In ambito UMTS indica la soluzione per tra-smissione dati a pacchetto ad alta velocità nella tratta dal terminale alla stazione
Architettura di rete dove i nodi periferici aff eriscono a un singolo centro stella. Le relazioni di scambio tra due nodi periferici avvengono solo tramite il nodo centro stel-la. È lo stesso meccanismo degli Hub delle compagnie aeree
Hybrid
ICEIn Case of Emergency
Idle
IETFInternet Engineering
Task Force
Tecnica di trasmissione ibrida fra pacchetto (IP) e circuito (TDM). E’ utilizzata nei ponti radio a microonde per G, G, LTE
Insieme di parametri (anagrafi co, gruppo sanguigno, numero da chiamare…) memo-rizzati nella UICC (SIM evoluta)
È lo stato in cui si trova il terminale mobile quando è acceso e non ha chiamate in cor-so. In questo stato il terminale si limita ad ascoltare i canali di controllo comuni (dif-fusivo o di chiamata) trasmessi sul canale beacon e a inviare informazioni utili per la sua localizzazione
Organismo internazionale per l’evoluzione tecnica e tecnologica di Internet
115Glossario
IFIntermediate Frequency
IKEIntegrity Key Exchange
IMIntermodulazione
Frequenza Intermedia: frequenza abba-stanza 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
Protocollo appartenente alla suite IPSec utilizzato per l’autenticazione mutua delle parti, la negoziazione dei parametri di sicu-rezza e la distribuzione delle chiavi utiliz-zate per la messa in piedi del tunnel IPSec
Inserendo un segnale in un sistema non lineare questo risulta distorto all’uscita. A fronte di due sinusoidi di ingresso all’u-scita se ne trovano moltissime a frequenze generate dalla somma e sottrazione delle frequenze multiple della prima e secon-da 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
IMEIInternational Mobile
Equipment Identity
IMSIP Multimedia Subsystem
Identità Internazionale Terminale Mobile
Architettura standardizzata della NGN (Next Generation Networking) per fornire servizi multimediali, fi ssi e mobili. Usa una implementazione VoIP (Voice-over-IP) ba-sata sulla segnalazione di tipo SIP (Session Initiation Protocol) e si basa sul IP (Inter-net Protocol)
IMS/MMTELIMS (IP Multimedia
Subsystem) MMTel (Multi Media TELephony service)
È uno standard basato su IMS che off re ser-vizi, mobili, fi ssi, multimedia usando voce, video real time, testo, trasferimento fi le, condivisione di immagini, video, audio
116 Easy LTE
IMSIInternational Mobile
Subscriber Identity
IMT-AdvancedInternational Mobile
Telecommunication -Advanced
IMT-International Mobile
Telecommunications -
IoTInternet of Things
IPInternet Protocol
IPSecIP Security
IP/MPLSMulti Protocol
Label Switching
Identità Internazionale Utente Mobile (SIM)
Acronimo utilizzato da ITU per identifi ca-re le interfacce radio elencate nella Racco-mandazione ITU-R M.
Acronimo utilizzato da ITU per identifi ca-re le interfacce radio elencate nella Racco-mandazione ITU-R M.
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 traffi co stradale)
Protocollo di rete su cui si fonda Internet
Suite di protocolli che consentono la crea-zione di un canale sicuro a livelllo IP. IPsec usa due diff erenti protocolli - AH ed ESP - per fornire l’autenticazione, l’integrità e la confi denzialità della comunicazione. Pre-vede 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
Tecnica utilizzata sulle reti IP che si basa sull’instradamento dei fl ussi di traffi co, in-dipendentemente dal protocollo, tra nodo origine (egress) e destinazione (ingress) utilizzando etichette identifi cative (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
117Glossario
IP-SM-GWIP Short Message Gateway
Isolamento
ITUInternational
Telecommunication Union
IVRInteractive Voice Response
KPIKey Performance Indicator
LANLocal Area Network
Layer
LBLoad Balancing
LBSLocation Based Services
Nodo per la trasmissione di SMS su una rete IP
Attenuazione fra un trasmettitore e un ri-cevitore dopo fi ltraggio e puntamento delle antenne
Agenzia delle Nazioni Unite per l’ICT (In-formation & Communication Technology). ITU-R (Radiocommunication Sector) è il settore di riferimento per le radiocomuni-cazioni
Dispositivo per la fornitura di servizi attra-verso interazione vocale (sintesi e analisi)
Grandezza defi nita in funzione di altre grandezze elementari che stabilisce un pa-rametro rilevante per le prestazioni
Rete dati in ambito locale tipicamente con protocollo Ethernet
Letteralmente strato, specifi ca una selezio-ne di gamma radio, tecnologia radio, tipo-logia di cella o una combinazione di queste caratteristiche. Ad esempio: layer frequen-ziale GSM e GSM ; oppure layer tecnologico UMTS o GSM, oppure layer a Macrocelle e layer a Microcelle
Azione di gestione delle risorse che serve a bilanciare il carico fra le celle (intra o inter-tecnologia) in grado di assicurare il servizio in una stessa zona
Servizi basati sulla localizzazione
Legacy
LILawful Interception
Letteralmente lascito: si può riferire alle reti radiomobili tuttora operanti
Intercettazione e Localizzazione a seguito richiesta della Magistratura
118 Easy LTE
Linearità
LPPLTE Positioning Protocol
LTELong Term Evolution
LTE-AdvancedLong Term Evolution
Advanced
M MMachine to Machine
Un sistema si dice lineare quando garanti-sce la fedeltà del segnale alla sua uscita; il segnale è dato soltanto dall’eventuale am-plifi cazione/attenuazione e traslazione di quello di ingresso
Metodo di localizzazione per la Tecnologia LTE, tra eNodeB e E-SMLC
Denominazione della componente di ac-cesso radio della nuova rete ultrabroadband che fa seguito a UMTS/HSPA. La denomi-nazione è equivalente a E-UTRA
Evoluzione di LTE (a partire dalla Release. del GPP) in grado di soddisfare i requi-
siti ITU per i sistemi IMT-Advanced
Da “Macchina a Macchina”, applicazione con molti punti di presenza e messaggi di pochi bit (es. distributori automatici di bi-bite che segnalano lo stato di disponibilità delle merci)
Macrocella Cella di grandi dimensione (centinaia o migliaia di metri) corrispondente ad un’an-tenna posizionata ad un’altezza superiore o paragonabile con quella degli ostacoli circo-stanti
Main
MBMulti Band
MBBMobile Broad Band
Unità digitale che genera un segnale da trasmettere in fi bra alla unità remota che lo converte a radio frequenza e lo adduce all’antenna; viceversa in ricezione
Modalità di operazione della rete radio e dei terminali su varie gamme di frequenza
Banda Larga Mobile
Limite di esposizione Limite italiano di campo elettrico da non superare in zone accessibili alla popola-zione ( V/m), riconducibile con formu-le agevoli al limite di campo magnetico H(A/m) e di fl usso di potenza P(W/m )
119Glossario
Metro Aggregation
Metro Core
MGW e GW MSCMSC Gateway
MHNMobile Home Network
Microcella
MIMOMultiple Input
Multiple Output
Livello della rete metropolitana (OPM) che aggrega il traffi co proveniente dagli e-no-deB in località periferiche
Livello della rete metropolitana (OPM) che aggrega ulteriormente il traffi co provenien-te dallo strato di Metro Aggregation
I Nodi GW MSC forniscono le funzioni di instradamento e commutazione ai nodi di livello gerarchico inferiore MGW
Rete mobile di appartenenza dell’utente, ovvero rete dell’operatore di cui si è clienti
Cella di dimensione inferiore a quelle della macrocella corrispondente ad un’antenna posizionata ad un’altezza inferiore a quella degli ostacoli circostanti
Funzionalità che consente un aumento del-la capacità/throughput e/o copertura attra-verso un sistema di antenne multiple in-stallato sulla stazione e sul terminale e una opportuna elaborazione dei segnali
MISOMultiple 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
MMMobility Management
MMMulti Mode
MMCSMulti Media
Communication Suite
Servizio di comunicazione il cui buon fi ne è critico per la corretta operatività di un’or-ganizzazione o di un progetto (p.e. Vigili del fuoco, Protezione Civile, Forze dell’Ordine)
Gestione della mobilità (affi liazione, discon-nessione, localizzazione)
Modalità di operazione della rete radio e dei terminali su varie tecnologie di accesso radio (RAT) (p.e. GSM, UMTS, LTE)
Soluzione che facilita l’accesso e la persona-lizzazione di nuovi servizi
120 Easy LTE
MMEMobility Management Entity
MMTelMulti Media
Communication Suite
Mobile Router
Gestisce la segnalazione (p.e. Attach/De-tach, Mobilità, Session Control, Lawful In-terception, Sicurezza, etc)
È uno standard globale basato su IMS che off re comunicazione convergente fi sso e mobile di tipo multimediale attraverso voce, video, testo, trasferimento fi le e condivisione di immagini, audio e video clip
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 con-tenuto informativo di un segnale detto mo-dulante, ad un altro segnale detto portante ottenendo così un segnale modulato adatto alle caratteristiche del canale trasmissivo. Si consideri ad esempio un sistema di trasmis-sione radio; visto che le antenne di trasmis-sione e ricezione hanno dimensioni inver-samente proporzionali alla frequenza del segnale che le attraversa, per contenere l’in-gombro è necessario utilizzare segnali a fre-quenza elevata. Per allocare in alta frequen-za il contenuto informativo di base si utilizza come portante una sinusoide a frequenza elevata di cui si variano uno o più parame-tri (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 rag-gruppati in insiemi di n bit detti simboli di numerosità m=2n questi m simboli sono as-sociati 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-
121Glossario
Monitoring Operazione di supervisione di parametri ri-levanti 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 TPMPLS Transport Profi le
Denominazione in linea con i requisiti de-fi niti da IETF e ITU-T di un profi lo MPLS appositamente progettato che prevede, oltre l’applicazione del MPLS al piano di forward-ing, la specifi ca di un set di funzioni e proto-colli per il supporto al modello operazionale e alle capability tipiche delle reti di traspor-to. È la tecnologia utilizzata sulle reti PTN
MRFMultimedia Resource
Function
Ha funzioni di IVR (Interactive Voice Re-sponse) per annunci in fonia con interazio-ne da tastiera mediante toni in banda fonica (DTMF)
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 co-stretti ad utilizzare sempre la sola modula-zione inefficiente per non perdere informa-zione
MSMobile Station
MSC-SMobile Switching
Center-Server
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 identi-fi cativi dell’Utente, utilizzati per l’accesso al servizio e per l’autenticazione
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 -Ac-counting) per l’accesso alla rete ed ai servizi e per la tassazione. L’MSC è anche responsabi-le per l’handover tra BSC diversi
MSRPMessage Session
Relay Protocol
Protocollo usato nel contesto RCS (Rich Communication Suite) soprattutto per In-stant Messaging, File Transfer e Image Sha-ring
122 Easy LTE
MTASMobile Telephony
Application Server
MUBBMobile Ultra Broad Band
Multi Layer Switch
Multiband
Multicast
Multimode
Server della rete IMS per i servizi telefonici supplementari
Banda Ultra Larga Mobile
Dispositivo di rete a pacchetto che opera lo switch a livello OSI (livello di link) e svol-ge altre funzioni agli altri livelli protocollari OSI
Multibanda: solitamente si usa per un termi-nale in grado di lavorare sulla stessa tecno-logia di accesso radio, ma su gamme diverse (p.es. LTE MHz, MHz, MHz)
Con il termine multicast, nelle reti di calco-latori, si indica la distribuzione simultanea di informazione verso un gruppo di destina-tari
Multimodo: solitamente si usa per un termi-nale capace di operare con varie tecnologie di accesso radio (ad es GSM; UMTS, LTE)
MU-MIMOMulti User MIMO
MVNMobile Visited Network
mVoIPMobile Voice over IP
NASNon Access Stratum
Network Services
Network initiated
Estensione della tecnica MIMO che permet-te di trasmettere con utenti multipli nella stessa banda e nello stesso tempo
Rete mobile visitata di un operatore diverso da quello di appartenenza, presso la quale ci si è affi liati a seguito del Roaming
Estensione del VoIP alle reti mobili
L’insieme dei protocolli per instradare e tra-smettere i dati generati da utenti o dalla rete e necessari per le funzioni di autenticazione e di localizzazione
Servizi di rete per il trasferimento e l’elebora-zione dell’informazione
Procedura di localizzazione iniziata da Rete
123Glossario
NFCNear Field Communication
NGMNNext GenerationMobile Networks
Node B
Non Linearità
Tecnologia radio che consente una comuni-cazione bidirezionale a corto raggio ( cm)
Alleanza di operatori nata per defi nire i re-quisiti dei sistemi radiomobili di quarta ge-nerazione
Stazione radio G con funzioni analoghe alla BTS G
Un sistema non lineare genera all’uscita un segnale diverso dalla semplice amplifi ca-zione/attenuazione/traslazione di quello di uscita. Ad esempio, nel caso della distor-sione armonica, adducendo a un sistema non lineare una sinusoide a frequenza as-segnata si trova all’uscita questa sinusoide (fondamentale) accompagnata da sinusoidi (armoniche) a frequenze multiple intere di quella della fondamentale e di ampiezza re-lativa rispetto alla fondamentale decrescente all’aumentare della frequenza della armoni-ca in oggetto. Con più frequenze all’ingresso (cfr.”intermodulazione” in questo glossario)
NUE GWGateway per servizio NUE
(numero unico emergenza)
Obiettivo di qualità
OCSPOnline Certifi cation
Status Protocol
OFDMAOrthogonal Frequency
Division Multiple Access
Nodo di intermediazione per il positioning verso i sistemi del Centro Elaborazione Dati-Interforze per la gestione dei servizi di emer-genza (Numero Unico Emergenza)
Limite di legge massimo italiano di campo elettrico a cui tendere all’aperto, in zone al-tamente frequentate dalla popolazione ( V/m)
Protocollo per la verifi ca dello stato di validi-tà di un certifi cato
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 sovrap-posti ma in maniera tale da non interferire reciprocamente (ortogonalità) in ricezione
124 Easy LTE
Offl oad
OPM Optical Packet Metro
OSIOpen System Interconnection
OSSOperation Support System
OTTOver The Top
P PPeer to peer
Paging
OMAOpen Mobile Alliance
OPBOptical Packet Backbone
Scaricamento di un accesso radio in conge-stione tramite un altro tipo di accesso radio, ad esempio da LTE congestionato a Wi-Fi
Rete ottica metropolitana che aggrega traf-fi co proveniente da tutte le reti di accesso in tecnologia Ethernet
Standard che stabilisce un’architettura pro-tocollare gerarchica per espletare le funzio-nalità di rete. La pila OSI è suddivisa in sette strati ciascuno dei quali fornisce servizio allo strato inferiore
Sistemi che vengono utilizzati dalle aziende fornitrici di servizi, in particolare di teleco-municazione, per il funzionamento delle reti
Aziende che forniscono contenuti (p.e voce su IP) utilizzando l’infrastruttura degli ope-ratori di TLC, senza disporre di una propria rete
Da Pari a Pari. Architettura o applicazione in cui si può operare in maniera paritaria fun-gendo sia da cliente che da servente
Procedura di chiamata (paging) dell’utente in cui il messaggio di paging (che contiene l’identifi cativo dell’utente) viene inviato in tutte le celle della Location Area nel caso
Forum per la promozione di standard aperti nelle telecomunicazioni mobili
Rete pubblica di dorsale IP/MPLS di Tele-com Italia. Nell’accezione più stretta, la rete IP/MPLS di transito tra i PoP di Telecom Italia, basata su apparati di classe Terarou-ter e circuiti ad alta capacità e lunga distan-za 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
aumentando così l’effi cienza di utilizzo della banda assegnata
125Glossario
Payload
PCProtocol Control
PCCPolicy and Charging Control
PCRFPolicy and Charging Rule
Function
del circuito o della Routing Area nel caso del pacchetto. Il terminale, riconoscendo il paging invia il segnale di risposta (paging re-sponse) consentendo l’identifi cazione della cella attuale di appartenenza
Zona dati di un pacchetto, in genere posta di seguito alla zona dell’intestazione (Header), che contiene il traffi co (pagante) da trasfe-rire
Controllo sull’esecuzione dei vari protocolli
Piattaforma di rete che abilita la confi gura-zione dinamica di policy e di tassazione su base utente e servizio
Gestisce le politiche di servizio e la QoS
PDN ContextPacket Data Network Contest
PDP ContextPacket Data
Processing Context
Personal Hot Spot
PGWPacket Data Network Gateway
Picocella
Equivalente in LTE del PDP context G e G
Contesto, instaurato all’avvio della connes-sione dati ( G, G), che raccoglie le infor-mazioni: indirizzo IP, qualità di servizio, identifi cativo del terminale. In LTE la stes-sa funzione, con diversa teminologia, viene svolta dal PDN context (Packet Data Net-work)
Dispositivo che si collega con la rete radio-mobile geografi ca in G/ G/LTE e connet-tendosi poi localmente in wifi con i terminali di utente
Consente l’accesso IP verso le Packet Data Network
Cella di dimensioni ridotte corrisponden-te ad un’antenna installata all’interno di un edifi cio
126 Easy LTE
PKIPublic Key Infrastructure
PMPerformance Management
PMNPublic Mobile Network
Policy Enforcement
PoPPoint of Presence
Portante Radio
PRBPhysical Resource Block
Pro SeProximity Service
Protocollo
Provisioning
PSPacket Switching
PS HOPacket Service Hand Over
Insieme delle varie Certifi cation Authority fra di loro in relazione gerarchica ad albero
Gestione dei dati di prestazione (guasti, ca-dute, qualità)
Rete Mobile Pubblica alla quale appartiene l’utente che ha sottoscritto un contratto con l’Operatore
Assicurazione da parte delle rete del rispetto di alcune politiche funzionali di servizio
Punto di Presenza, ossia di punto accesso alla rete a lunga distanza
Oscillazione sinusoidale che trasporta l’in-formazione attraverso una variazione dei alcuni suoi parametri, nel caso digitale tipi-camente ampiezza e fase
Risorsa trasmissiva elementare dell’accesso OFDMA. È costituita da simboli OFDM ( slot) e da sottoportanti adiacenti ( x kHz= kHz)
Servizi basati sulla prossimità tra due o più dispositivi mobili, quali ad esempio abilita-zione dell’accesso a uno stabile, micropaga-menti ecc.
Insieme di regole per la comunicazione fra varie entità
Fornitura di un impianto o di una funziona-lità
Commutazione a pacchetto per l’instrada-mento dell’informazione strutturata in data-grammi, da una sorgente a una destinazione attraverso l’attraversamento di vari nodi sen-za creare una connessione
È la procedura di handover che assicura la continuità di servizio per tutte le sessioni a pacchetto tra RAT GPP in maniera traspa-rente per l’utente
127Glossario
PSKPhase Shift Keying
PTNPacket Transport Network
Public Utilities
QAMQuadrature Amplitude
Modulation
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 vie-ne chiamata PSK e gli sfasamenti possibili sono ( °, °, ..., °)
Rete ottica metropolitana e regionale di livel-lo ISO-OSI basata sulla tecnologia MPLS-TP per il trasporto a pacchetto orientato alla connessione
Servizi di pubblica utilità di solito basati su monopoli naturali: acqua, gas, elettricità, il-luminazione…
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 trasmet-tere. In dipendenza del numero di bit per simbolo, ad es. , , di defi niscono QAM,
QAM, QAM, impiegate in LTE
QCIQoS Class Indicator
QoEQuality of Experience
QoSQuality of Service
RARouting Area
RA (crypto)Registration Authority
Indicatore di QoS
Qualità della Esperienza di utilizzo di un prodotto/servizio da parte dell’utente
Termine che raggruppa i parametri presta-zionali di rete associati a una qualità defi nita (p.es tasso di errore, variazione del ritardo, ecc.)
Area nella quale è nota la posizione di un ter-minale ai fi ni di instaurare verso di esso una trasmissione a pacchetto
Ente che verifi ca l’identità del richiedente del certifi cato digitale per la securizzazione di una connessione
128 Easy LTE
Refarming
Relay
Remote
Rendering
RANRadio Access Network
RAN (std)Radio Access Network (std)
RATRadio Access Technology
RATIRadio Access
Technology Indicator
RCSRich Communication Service
(Suite)
REResource element
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 )
Ripetitori intelligenti che consentono diver-se possibilità di impiego insieme a fl essibili-tà nel dispiegamento di rete
Modulo trasmissivo che a partire dal se-gnale digitale ottico proveniente in fi bra dal modulo principale Main genera il segnale a radio frequenza e lo adduce all’antenna (il viceversa avviene in ricezione)
In senso esteso indica la resa grafi ca; nel-la computer grafi ca identifi ca la genera-zione di un’immagine a partire da una sua descrizione matematica
Componente della rete radiomobile che comprende le stazioni radio e gli eventuali controllori delle stesse, consentendo l’acces-so radio ai terminali d’utente
Rete di Accesso Radio. In GPP è il grup-po responsabile delle specifi che tecniche dell’interfaccia radio e dei nodi di accesso radio
È la tecnologia che permette agli utenti di una cella di accedere alla rete. TI ne utilizza tre GSM/GPRS/EDGE, UMTS/HSPA, LTE
Indicatore del RAT
È una iniziativa di vari Operatori per lo svi-luppo di comunicazioni arricchite (RCS) in ambiente IMS. Le applicazioni di interes-se sono: Enhanced Phonebook, Enhanced Messaging, Enriched Call
Nell’OFDMA è dato da una sottoportante ( kHz) emessa per un tempo di simbolo ( . microsecondi)
129Glossario
Reporting
Reselection
RFRadio Frequency
RGResidential Gateway
RNCRadio Network Controller
Generazione di informazioni strutturate su dati rilevanti di servizio e di esercizio
È il processo, dopo la selezione di una cella e il camping sulla medesima, di selezione di una nuova cella. La scelta è sempre guida-ta da misure di intensità/qualità sui canali “beacon” delle celle immediatamente circo-stanti e indicazioni di priorità. Il processo è ripetitivo durante tutto il tempo di accen-sione del terminale
Frequenza della portante radio intorno alla quale si localizza l’informazione da trasmet-tere attraverso il processo di modulazione (spettro a RF) che viene trasmessa/ricevuta dalle antenne. Nel radiomobile è dell’ordine di qualche GHz
Modem-Router WiFi che connette la rete domestica con quella esterna
Controllore G delle risorse radio con fun-zioni analoghe al BSC G
Roaming Letteralmente vagabondare. Funzionalità di affi liazione a una rete di un altro operatore su cui svolgere il servizio con lo stesso ter-minale
RPRAT/Frequency
Selection Priority
È la priorità che può essere assegnata dall’o-peratore ai RAT/ layer frequenziale che va tenuta in conto nel processo di cell selection e reselection
RRPRadio Resource Pool
Combinazione di RAT, layer frequenziali, tipologie di cella utilizzabile per instaura-re una chiamata. Una pluralità di radio re-source pool costituisce una rete radiomobile eterogenea
RTMSRadio 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 radiomo-bili
130 Easy LTE
RTPReal Time Transport protocol
SAESystem Architecture Evolution
SAE GWSystem Architecture
Evolution Gateway
SCC ASService Centralization and
Continuity Application Server
SCEPSimple Certifi cate
Enrolment Protocol
Scheduler
Media impiegato per la voce e la videoconfe-renza in IMS
Denominazione equivalente a EPC (Evolved Packet Core) che identifi ca la core network LTE
Apparato della rete core LTE che si occu-pa del routing dei dati utente. Rappresenta l’ancora locale del traffi co in rete di accesso e corrisponde, facendo un paragone con il si-stema UMTS, all’elemento del piano utente dell’SGSN
Gestisce le funzioni di continuità del servizio in IMS
Protocollo per la gestione dei certifi cati di-gitali
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 es-sere equamente condivisa (scheduler round robin), oppure assegnata prevalentemente al terminale che sperimenta una migliore qua-lità di canale e che quindi ha una aspettativa di throughput maggiore
SDHSyncronous Digital Hierarchy
SDMASpace Division
Multiple Access
Gerarchia per il trasporto a circuito delle informazioni. La sincronicità permette di reperire facilmente un fl usso tributario mul-tiplato entro un fl usso aggregato
Accesso Multiplo a Divisione di Spazio. Nel-le trasmissioni radio viene così catalogata la trasmissione multiantenna quando, sa-gomando opportunamente il diagramma di irradiazione mediante il beamforming, si trasmettono sulle stesse risorse informazio-ni diverse verso utenti collocati in direzioni diverse
131Glossario
SDRSoftware Defi ned Radio
Sec GWSecurity Gateway
Security
Segnalazione
Tecnica di realizzazione di vari standard trasmissivi su una stessa piattaforma me-diante applicazioni software
Apparato utilizzato come terminazione dei tunnel IPSec per la protezione del traffi co (confi denzialità, autenticazione, integrità) crittografato verso e da l’eNB
Insieme delle procedure per garantire la sicurezza dell’informazioni, in termini di autenticazione delle entità che comunica-no tra loro, integrità dei dati ricevuti (sen-za omissioni o alterazioni), confi denzialità (impossibilità di decodifi ca non autorizzata delle informazioni)
Informazione di supporto a una connes-sione. Ad esempio nella trasmissione a pacchetto il datagramma è composto da un campo segnalazione (header) in cui ri-siedono l’indirizzo di sorgente, quello di segnalazione, la qualità del servizio richie-sta ecc., e da un campo in cui è contenuto il traffi co dati da trasferire (payload)
Selection
Selettività
È il processo, a valle dell’accensione di scel-ta della prima cella da parte del terminale, cella attraverso cui avverrà la registrazione alla rete. La selezione avviene su base di li-velli di segnale ricevuto dai canali di con-trollo faro beacon e indicazioni di priorità
Descrive la diversa attenuazione che un si-stema esercita a varie frequenze, In partico-lare un fi ltro ha come funzione la selettività e la banda in cui attenuazione è trascurabi-le viene detta banda passante, quella dove è molto alta banda oscura. Ad esempio, per ridurre i disturbi, è importante che il se-gnale all’uscita dall’antenna attraversi un fi ltro con banda passante pari alla banda del segnale reiettando così i disturbi presenti in bande complementari a quella del segnale
Self Confi guration Confi gurazione Assistita (letteralmente Auto Confi gurazione)
132 Easy LTE
Self Healing
Self Optimization
Service Profi ling
SET initiated
SFCSpace Frequency Coding
SGSNServing GPRS Support Node
Ripristino Assistito (letteralmente Auto Guarigione)
Ottimizzazione Assistita (letteralmente Auto Ottimizzazione)
Defi nizione del profi lo di servizio (caratte-ristiche essenziali)
Procedura di localizzazione iniziata da Mo-bile (handSET)
Modalità di funzionamento del MIMO che consente di migliorare il rapporto segnale interferenza in ricezione combinando re-pliche ricevute dello stesso segnale dopo che queste sono state trasmesse su antenne diverse dopo precodifi ca
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 ser-vizi e per la tassazione nel dominio a pac-chetto
SGUStadi di Gruppo Urbano
SGWServing Gateway
SIMSubscriber Identity Module
SIMOSingle Input Multiple Output
Single User
Sede di elemento di commutazione a circu-ito di rete fi ssa collegato agli stadi di linea; essendo un edifi cio ad uso sociale viene uti-lizzato per l’installazione degli elementi di rete
Gestisce lo User Plane. Si interfaccia alle reti IP esterne e quindi ha l’architettura di un router. Consente il trasferimento dati in mobilità
Smart card che contiene i dati identifi cativi dell’utente e dati supplementari (ad esem-pio la rubrica)
Sistema di antenna costituito da due o più antenne in ricezione (RX Diversity) e una singola antenna in trasmissione
Si riferisce a una prestazione, ad esempio il throughput, calcolata come se ci fosse un solo utente per cella
133Glossario
SINRSignal over Interference plus
Noise Ratio
SIPSession Initiation Protocol
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 mag-giore è la qualità del canale radio; l’SINR è di largo uso nella tecnica radiomobile poi-ché il fattore limitante le prestazioni è sia l’interferenza, visto il largo riuso delle risor-se radio, che il rumore
Protocollo di segnalazione per il controllo di sessioni di comunicazione voce e video che impiegano il protocollo IP
SISOSingle Input Single Output
Sistema di antenne singole, una sulla sta-zione e una sul terminale. Viene utilizzato raramente nel radiomobile: solo in caso di impossibilità di installare due antenne rice-venti in diversità nella stazione radio
Site Sharing Ci si riferisce non tanto alla coesistenza nel sito radio di tecnologie diverse ma di Ope-ratori diversi.
SLStadio di Linea
SLgInterfaccia SLg
SLhInterfaccia SLh
Slot
SLsInterfaccia SLs
SMSpatial Multiplexing
Sede di elemento di commutazione a circui-to di rete fi ssa collegato agli utenti; essendo un edifi cio in uso sociale viene utilizzato per l’installazione degli elementi di rete
Interfaccia di positioning fra nodi GMLC e MME
Interfaccia di positioning fra nodi GMLC e HSS
Letteralmente apertura. In frequenza si uti-lizza 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
Interfaccia di positioning fra nodi E-SMLC e MME
Modalità di funzionamento nel MIMO che consente, in un canale scorrelato e per SINR suffi cientemente elevati, di moltiplicare la
134 Easy LTE
Smartphone
SMLCServing Mobile
Location Center
Dispositivo mobile multimediale con possi-bilità di caricare applicazioni
Nodo che eff ettua il calcolo della posizione interagendo con i nodi di rete
SMSShort Message Service
SNOW G
SNRSignal over Noise Ratio
Breve messaggio di testo trasportato dalla rete radiomobile. Servizio inizialmente for-nito dal GSM e poi esteso a tutte le tecno-logie di accesso radio e anche alla rete fi ssa
Protocollo utilizzato nella rete G e LTE per la cifratura e integrità dei dati
Rapporto fra la potenza del segnale utile S e quella del rumore N. Maggiore è il SNR maggiore è la qualità del canale radio
SONSelf Organising Network
Sottobande
Spectral Effi ciency
Spettro
SPIDSubscriber Profi le Identifi er
SRMCServizio Radio Mobile
di Comunicazione
SRVCCSingle Radio Voice
Call Continuity
Rete che adatta i parametri a sua disposi-zione per il massimo della prestazione, sup-portando le scelte dell’Operatore
Frazioni di banda che rappresentano il mi-nimo slot in frequenza dell’OFDMA
Indicatore di effi cienza di trasmissione in una banda di frequenza assegnata. Il rapporto SE è dato da throughput/banda [(bit/s)/Hz]
Rappresentazione in frequenza di un se-gnale
Identità del cliente che serve per gestire una QoS personalizzata secondo il profi lo di servizio sottoscritto
Sistema Radiomobile Analogico semiau-tomatico ( ) operante a MHz con celle molto grandi ( km) senza handover
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
capacità per il numero delle antenne, in-viando su ciascuna antenna in parallelo in-formazioni diverse
135Glossario
Subscriber Profi le ID
SUPLSecure User Plane Protocol
Switching
Tablet
È un’informazione (opzionale) che è me-morizzata in core network e che può essere sfruttata per un trattamento selettivo degli utenti (esempio: fi ssare diverse priorità di RAT-frequenza per far accampare su celle diverse utenti diversi)
Protocollo per il trasporto di informazioni di localizzazione sul piano di utente (user plane)
Commutazione, su base segnalazione, di informazione da un ingresso a una uscita del nodo, l’istradamento è temporaneo
Computer a forma di tavoletta con tastiera touchscreen dotato di tecnologia di comu-nicazione (ethernet, wi-fi , radiomobile)
Radio è che la funzionalità è specifi cata per terminali con una solo ricetrasmettitore ra-dio
TACSTotal Access
Communications System
TC Triple Carrier
TDDTime Division Duplexing
TDMTime Division Multiplexing
Sistema Radiomobile Analogico operante a MHz con celle piccole e ad alta capacità,
introdotto in Italia nel
Tripla Portante. Si utilizza nel caso del-l’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)
La trasmissione contemporanea da e verso il terminale è ottenuta assegnando interval-li di tempo diversi per ciascun verso
Multiplazione a Divisione di Tempo in cui fl ussi digitali tributari vengono intercalati nel tempo tramite un multiplatore per ge-nerare un fl usso aggregato a velocità netta pari alla somma delle velocità dei tributari. La velocità eff ettiva dell’aggregato aumenta rispetto alla somma di quella dei tributari, per l’inserzione di canali di sincronizzazio-ne e di servizio
136 Easy LTE
TDMATime Division Multiple Access
Telco
Throughput
Tilt
Accesso Multiplo a Divisione di Tempo: i vari terminali posti il posizioni spaziali di-verse accedono al mezzo trasmissivo (cana-le radio, canale ottico) in tempi diversi, non sovrapponendosi a destinazione
Operatore di Telecomunicazioni
Flusso informativo trasferito. Tipicamente si parla di Tput di picco, Tput medio, User Tput , Tput totale di cella (detto anche Tput single user)
Angolo di inclinazione dell’antenna rispet-to all’orizzontale. Tipicamente per delimi-tare 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
TLSTransport Layer Security
TMTracing Management
TMSITemporary Mobile Subscriber
Touchscreen
TRTransport
Trigger
Trigger
Protocollo di crittografi a per la securizza-zione delle applicazioni client/server trami-te: negoziazione fra le parti dell’algoritmo da utilizzare per la cifratura, autenticazione attraverso l’uso di certifi cati, cifratura sim-metrica e autenticazione dei messaggi
Tracciamento temporale di eventi per sta-bilire eventuali correlazioni e inferire sulla causa di fenomeni quali guasti, cattiva qua-lità etc
Identity Identità Temporanea Utente Mobi-le (SIM)
Schermo tattile che permette all’utente di in-teragire con una interfaccia grafi ca
Trasmissione a distanza dell’informazione
Procedura di localizzazione basata sul verifi -carsi di un evento radiomobile (ad esempio SMS)
Procedura di localizzazione basata sul verifi -carsi di un evento radiomobile (ad esempio SMS)
137Glossario
Trusted
TSTraffi c Steering
TTATelecommunications
Technology Association
TTCTelecommunication
Technology Committee
Fidato, sicuro - termine utilizzato in Sicurez-za ad esempio per una fonte o per un luogo
È il risultato di un algoritmo di CRRM che smista le varie tipologie di traffi co verso spe-cifi ci RRP secondo determinati obiettivi di servizio
Ente di standardizzazione coreano
Ente di standardizzazione giapponese
TTITransmission Time Interval
Tunneling
TV streaming
UBBUltra Broad Band
UEUser Equipment
UICCUniversal Integrated
Circuit Card
Intervallo di tempo dopo il quale la confi gu-razione trasmissiva può essere variata
Tecniche per cui un protocollo viene incap-sulato in un altro protocollo ad es. per inse-rire funzionalità aggiuntive (ne è un esem-pio la crittografi a)
Indica un fl usso di dati trasmessi da una sorgente verso un utilizzatore, per una sua fruizione immediata
Banda Ultra Larga: nella terminologia TI defi nisce il servizio HSPA a Mbit/s e il servizio LTE
Il terminale mobile (UE terminologia G e LTE) è composto da un ricetrasmettitore ra-dio e da una smart card asportabile (USIM-U Universal Subscriber Identity Module) che contiene i dati identifi cativi dell’Uten-te, utilizzati per l’accesso al servizio e per l’autenticazione
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
UMTSUniversal Mobile
Telecommunications System
Unità Logaritmiche
Up Converter
Up Loading
URLUniform Resource Locator
User Experience
USIMUniversal Subscriber
Identity Module
UTRANUMTS Terrestrial Radio
Access Network
Sistema Radiomobile Digitale Mondiale di terza generazione a banda larga con la fun-zionalità di Video Chiamata a circuito, lan-ciato in Italia nel
Si tratta dei dB e dBm che consentono age-volmente operazioni su grandezze trasmis-sive. Ad esempio, dato un feeder alimentato con una potenza Pi di W (+ dBm) e con attenuazione A volte ( dB) la poten-za all’uscita Po=Pi-A= - = dBm cioè
mW
Dispositivo per la traslazione di uno spettro dalla frequenza in cui è posizionato a una frequenza più alta. È utilizzato per la con-versione da Frequenza Intermedia a Radio Frequenza
Trasferimento dati verso la rete
Sequenza di caratteri che identifi ca l’indi-rizzo di una risorsa in Internet
Esperienza (di uso) dell’utente
Evoluzione per il sistema G della SIM card che presenta una maggiore capacità di memoria e la possibilità di off rire 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 ti-piche dell’operatore mobile che distribuisce la USIM (ad es. la lista delle reti preferite)
Standard di accesso radio terrestre del siste-ma UMTS
ULUplink
Trasmissione dal terminale verso la stazio-ne radio base: il termine prende le mosse dalla sopraelevazione delle antenne della stazione radio base rispetto ai terminali
139Glossario
Valore di Attenzione
VASValue Added Services
VoIPVoice over IP
VLRVisitor Location Register
Limite italiano di campo elettrico da non superare in zone accessibili alla popolazio-ne per esposizioni prolungate superiori a h ( V/m)
Servizi a valore aggiunto
Tecnologia per servizio telefonico tramite una connessione Internet o altra rete dati basata su IP
Archivio, associato all’MSC, contenente una copia dei dati contenuti nell’HLR de-gli 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
VoLTEVoice over LTE
WDMWavelength Division
Multiplexing
Web Browsing
Web Surfi ng
WiFiWireless Fidelity
WLANWireless Local Area Network
WWWWorld Wide Web
Tecnica per consentire servizi a circuito sul-la rete LTE che è soltanto a pacchetto IP. In questo caso si utilizza l’IMS
Multiplazione a Divisione di Lunghezza d’onda. L’informazione di vari fl ussi ad alta velocità viene trasferita su una lunghezza d’onda della luce (modulandola in intensi-tà), sommata e trasmessa a distanza su una fi bra ottica. La demultiplazione avviene in maniera inversa
Applicazione software per navigare nel WWW
Navigazione nel web
Sistema di trasmissione dati a pacchetto che consente il collegamento wireless di di-spositivi (computer, tablet etc) alla WLAN
Lan con accesso wireless da parte dei termi-nali
Servizio di Internet che permette di usufru-ire di un insieme vastissimo di contenuti e di diversi servizi
Ringraziamenti
EditorPaolo Semenzato
RevisoriValeria D’AmicoFlavio Muratore
AutoriSergio Barberis
Massimo BarbieroGraziano Bini
Andrea BuldoriniMarco Caretti
Ivano Salvatore CollottaLuciana Costa
Giovanna D’AriaGrazia De Nitto
Giuseppe FerrarisMaurizio FodriniMaria Pia Galante
Paolo GianolaPiero Lovisolo
Michele LudovicoClaudia Maccario
Fabio MazzoliFranco PattiniLuca Piccinelli
Giovanni RomanoDario Sabella
Paolo Semenzato
RingraziamentiArmando Annunziato
Michela BillottiPatrizia Bondi
Andrea CastellaniUmberto FerreroMauro Ficaccio
Daniele FranceschiniAlessandro GuerrieriNicola Pio Magnani
Roberto MaxiaBruno Melis
Loredana SavianoAntonio Soldati
Impaginazione e Grafi caMarco Nebiolo