TELECOMUNICATION MANAGER 2005/2007 AZIENDA OSPITANTE TELECOM ITALIA PROGETTAZIONE DI UN DATABASE PER TUNING

Transcript

1 TELECOMUNICATION MANAGER 2005/2007 AZIENDA OSPITANTE TELECOM ITALIA PROGETTAZIONE DI UN DATABASE PER TUNING Tesi di fine corso di: Coniglio Salvatore Tutor del corso: Tutor aziendale: D Aloisi Cristian Maresca Raffaele

2 INDICE 1) INTRODUZIONE 2) AZIENDA 2.1 TELECOM ITALIA IN BREVE 2.2 FISSO 2.3 MOBILE 2.4 MEDIA 2.5 RICERCA & SVILUPPO 3) ATTIVITA 3.1 ESEMPIO DI INDICATORE 3.2 SPIEGAZIONE DATABASE 3.3 GSM INTRODUZIONE ARCHITETTURE DI RETE PROCEDURE 3.4 GPRS INTRODUZIONE ARCHITETTURE DI RETE PROCEDURE 3.5 UMTS INTRODUZIONE ARCHITETTURE DI RETE 4) CONCLUSIONI

3 INTRODUZIONE Lo stage di cinque mesi da me svolto presso Telecom Italia mi ha dato, durante il suo percorso, l opportunità di fare tante esperienze nuove che hanno contribuito ad ampliare largamente le mie capacità progettuali, dandomi delle solide basi dalle quali partire per un lavoro di questo tipo. Ciò di cui mi sono occupato principalmente, nonché tema primario della tesina è la progettazione di un database in Access per fare del tuning. Per progettazione si intende il complesso di operazioni atte affinché un idea venga sviluppata e quindi evoluta per essere trasformata in un prodotto finito. Oltre alla creazione di questo Database, mi hanno consegnato della documentazione per quanto riguarda la rete mobile di TIM. Lo studio di questa documentazione mi è stata affidata per cercare di capire come è organizzata la struttura di TIM, dopo ciò infatti ho dovuto sostenere un colloquio con il responsabile di security per quanto riguarda l aspetto mobile. Vediamo ora più in dettaglio quello che è stato il mio lavoro di stage; nelle sezioni seguenti, infatti, verranno analizzate in dettaglio le varie problematiche affrontate e le soluzioni da me adottate.

4 AZIENDA Con oltre 33,6 milioni di linee mobili, circa 24 milioni di linee fisse e 7,1 milioni di accessi broadband il Gruppo Telecom Italia è un realtà leader dell ICT in Italia con una significativa presenza internazionale in Europa e in Sud America. Opera con brand conosciuti come Telecom Italia, Alice, TIM, La7, MTV, Apcom e Olivetti nei mercati delle telecomunicazioni fisse e mobili, internet e media, office and system solutions, oltre che nel campo della ricerca e dell'innovazione con Telecom Italia Lab. Infrastrutture e tecnologie all avanguardia, competenze e knowhow differenziati ed inseriti in un modello organizzativo flessibile per cogliere le opportunità provenienti da tutti i segmenti di business, sono le leve di sviluppo del Gruppo. Su queste leve poggia la strategia di crescita di Telecom Italia che mira a superare il digital divide per offrire a tutti i servizi innovativi basati sulla banda larga, grazie alla leadership nelle telecomunicazioni fisse e mobili nel Paese; ad arricchire la propria offerta puntando anche ai contenuti multimediali e all ICT; a sviluppare ulteriormente la presenza internazionale partendo da posizioni di eccellenza in Europa ed in Sud America. In Europa l attività è centrata soprattutto sul Progetto Broadband, per diffondere servizi a banda larga in Francia, Germania e Olanda. In Sud America l attenzione è su TIM Brasil, leader per linee GSM e secondo operatore del paese. Telecom Italia svolge anche un importante ruolo di carrier del bacino Mediterraneo e gestisce, grazie ad un esteso anello di cavi sottomarini, oltre il 50% del traffico internazionale dei paesi di questa zona.

5 TELECOM ITALIA IN BREVE I numeri del Gruppo (al 31 marzo 2007) 8 i Paesi in cui il Gruppo Telecom Italia è presente nel mondo Oltre 10 milioni i clienti broadband, di cui 7,1 milioni in Italia 33,6 milioni le linee mobili TIM in Italia 26,3 milioni le linee mobili in Brasile, di cui circa 24 milioni GSM 4,7 milioni i clienti UMTS il numero dei dipendenti I risultati economici e finanziari (al 31 dicembre 2006) 31,3 mld i ricavi 12,8 mld l'ebitda milioni gli investimenti industriali Composizione azionariato (al 31 dicembre 2006)

6 FISSO Con circa 24 milioni di collegamenti e oltre 7,1 milioni di accessi broadband (marzo 2007), Telecom Italia si conferma operatore leader in Italia e uno dei principali gestori a livello europeo, nel mercato della telefonia fissa. Banda larga e innovazione, a valorizzare reti ed infrastrutture capillari, rappresentano per Telecom Italia le chiavi di sviluppo per garantire nel lungo termine un vantaggio competitivo. La rete nazionale ha un'estensione di circa 3,7 milioni di km di fibra ottica in accesso e trasporto ed è tra le più capillari e avanzate in Europa. La rete europea, con una consistenza di km di fibra ottica, è in espansione. Nel bacino del Mediterraneo, l anello di cavi sottomarini Med Nautilus, gestisce oltre il 50% del traffico dei principali paesi della regione. La diffusione della banda larga in Europa è sostenuta dal Progetto Broadband che, a pochi anni dal suo avvio, ha raggiunto a fine 2006 un portafoglio complessivo di circa 2 milioni di clienti. La diffusione della banda larga in Europa è sostenuta dal Progetto Broadband che, a pochi anni dal suo avvio, ha raggiunto un portafoglio complessivo di 3,1 milioni di clienti (Marzo 2007). Con il marchio e l'offerta Alice, articolata per tutte le esigenze, Telecom Italia garantisce la diffusione della banda larga e la arricchisce di contenuti innovativi. Ampia è la gamma di soluzioni: da Internet veloce fino a 20 Mb al secondo alla voce su Internet (VOIP), da Rosso Alice, portale broadband ricco di contenuti, ai servizi avanzati di messaggistica e di connettività integrata fisso-mobile. E inoltre è oggi disponibile in 250 città ed in via di estensione, Alice home tv, la televisione via internetcon un catalogo di circa film e 24 canali televisivi.

7 MOBILE Forte della propria esperienza, TIM ha confermato il proprio ruolo di leader nazionale dell innovazione con 33,6 milioni di clienti, di cui 4,7 milioni UMTS, e una quota di mercato pari al 40,4%. Grazie a una strategia commerciale fortemente segmentata, mette in campo soluzioni dedicate per tutti i clienti, dalla famiglia, con TIM Famiglia, al mondo dei giovani, con TIM Tribù, recentemente rinnovata nell offerta, al mass market, con TIM Club, ai professionisti, con le soluzioni integrate One office solutions, "TIM Tuttocompreso" che propone pacchetti flat, con voce, messaggi, servizi dati ad alta velocità, customer care dedicato, cellulari di nuova generazione, ed il recentissimo Tutto Compreso Internet, che consente la navigazione da mobile a tariffa fissa e senza costi aggiuntivi accesso e download gratuito e illimitato a Google. L attenzione all innovazione, da sempre testimoniata da primati nel lancio di nuovi prodotti tecnologici, dagli MMS alla Mobile TV, porta oggi TIM a sviluppare servizi ad alto valore aggiunto, in particolare verso le nuove frontiere della navigazione internet aperta e dei contenuti autogenerati. Multimedialità ed interattività dei servizi rese fruibili dalla larga banda mobile e da cellulari di terza generazione, di cui TIM offre una ricca gamma. A dicembre 2006 ne sono stati venduti 2,6 milioni. Con 42 modelli in esclusiva e 34 esemplari UMTS, TIM dispone del portafoglio di telefonini più elevato del mercato. All estero, TIM Brasil rappresenta una presenza consolidata nel paese, dove nel 2002 ha lanciato la prima rete GSM. Oggi è il solo operatore con rete nazionale basata su unica tecnologia di trasmissione con circa 24 milioni di linee, su un totale complessivo di 26,3 milioni di linee, confermandosi secondo player nazionale (marzo 2007). Con Orange, T-Mobile e Telia Soneras, è in FreeMove, una delle maggiori alleanze di telefonia mobile al mondo, che si rivolge ad oltre 295 milioni di clienti in 28 paesi del mondo.

8 MEDIA Telecom Italia Media è l'azienda del Gruppo Telecom Italia focalizzata sul mondo dei media e uno dei più dinamici operatori del mercato italiano. Un posizionamento da editore multimediale sostenuto dall attività di marchi come La7 e MTV Italia, APCom. Recentemente ha assunto il ruolo di content competence center per Telecom Italia. Grazie alle proprie competenze e know how, rappresenta l esclusivo punto di riferimento per la progettazione e la realizzazione di contenuti televisivi per le nuove piattaforme (IPTV, DVB-H, digitale terrestre), sviluppando anche canali tematici proprietari. A testimonianza dello sviluppo dell offerta di canali su piattaforme diversificate e sempre più innovative, Qoob tv, la nuova piattaforma multimediale che propone su tv, internet e telefonia mobile, il meglio dell animazione, del cinema, del graphic design, attivando l interattività degli spettatori. Lanciata lo scorso novembre, ha superato a febbraio visitatori unici. La7, dopo il successo dei canali analogici, affianca una programmazione sempre più ricca di contenuti sul digitale terrestre. La7 Cartapiù offre eventi calcistici e musicali, superando a fine 2006 il milione di schede prepagate. APCom, agenzia di stampa multimediale partner della prestigiosa Associated Press, completa il quadro del settore media. La sua attività è particolarmente focalizzata sui temi della politica interna ed internazionale, dell'economia e della finanza nazionale, europea e mondiale. Grazie all apporto di nuovi servizi, tra cui le news sul telefonino, la base di clienti è in sviluppo.

9 RICERCA & SVILUPPO L innovazione del Gruppo Telecom Italia passa per TI Lab, uno dei maggiori centri di ricerca al mondo nel campo delle telecomunicazioni. Dai TI Lab, ad esempio, un contribuito alla definizione e affermazione del GSM, dell MP3 e della trasmissione ottica. Catalizzatore dell innovazione tecnologica all esterno e all interno del Gruppo, la sua attività comprende dalla progettazione e sviluppo della rete d'accesso fissa e mobile all evoluzione della rete di trasporto, dallo sviluppo servizi e piattaforme alla sperimentazione e progetto di terminali di nuova generazione. Ma il suo compito non si limita a studiare nuove applicazioni, bensì a tradurle in esperienza pratica, cioè in prodotti e servizi per la clientela semplici da usare pur avendo alle spalle tecnologie avanzate e complesse. Centro di eccellenza nella ricerca da più di quarant'anni, TiLab è in stretto contatto con università, centri di ricerca e industria e si avvale di circa 1350 ricercatori. Nel 2006 ha prodotto 63 nuovi brevetti, che si aggiungono agli oltre 600 già realizzati.

10 ATTIVITA Il progetto che mi è stato affidato consiste nel costruire un database che serve a fare del tuning sui messaggi che arrivano in Italia dai Centro Messaggi Esteri. Questo lo si fa perché si sono riscontrate delle truffe ai danni dei clienti TIM. Come software da utilizzare per lo sviluppo di questo progetto è stato scelto Microsoft Access. Per la creazione del database mi dovevo basare su degli Indicatori compilati in Excel da un server chiamato ISACC. Questo server tramite delle sonde collocate in diversi punti della rete mobile riesce a captare e quindi a copiarsi tutto il traffico sms. Il mio compito altro non è che cercare di creare un qualcosa per fare dei calcoli su questi dati in maniera del tutto automatica, e quindi del Tuning. Un singolo Indicatore giornaliero è composto da circa righe e 3 colonne dove vi sono elencati: DATA, ROAMING PARTNER e #SM. Di seguito vi mostrerò un esempio di Indicatore :

11 ESEMPIO DI INDICATORE

12 SPIEGAZIONE DATABASE L immagine sopra visualizzata rappresenta la maschera del database, e serve a semplificare le varie operazione da effettuare sui vari dati da noi inseriti.

13 Questo tasto serve a importare l indicatore in excel contenuto in una cartella esterna al database. Mandando in esecuzione questo bottone il database va a prendersi i campi che gli interessano a li va ad accodare ad una tabella denominata STORICO. Per vedere se l operazione è andata a buon fine possiamo controllarlo direttamente da VISUALIZZA TABELLA che ci permette di andare a visualizzare la tabella STORICO. Tramite questa opzione possiamo andare a controllare tutte le date degli indicatori inserite all interno del nostro database. Questo è un esempio delle date inserite all interno del database:

14 Ci permette di visualizzare tutti gli #SM inviati da un Roaming Partner nell arco di una giornata e organizzati tramite fasce orarie. Per avere la media giornaliera per ogni Roaming Partner basta mandare in esecuzione quest altro bottone. Con questa operazione il database raggruppa i vari roaming partner, dopo di che somma tutti gli #SM e li divide per 24, questo perché può capitare che i vari Centro Messaggi esteri in una determinata fascia oraria non invia alcun #SM e quindi si otterrebbe un valore non corretto. Con questa scelta possiamo fare la media su più giorni e questa opzione ci permette di scegliere i giorni a noi interessati. Invece con la MEDIA MOBILE è il database stesso che si fa in automatico le medie su tutti i giorni presenti all interno del database. Infine con l ultimo bottone si è in grado di attivare gli allarmi, riferiti a tutti quei Centro Messaggi esteri che in una fascia oraria inviano più messaggi del solito. Questa scelta ci permette di inserire il giorno su cui eseguire gli allarmi e il fattore di soglia su cui andarseli a calcolare.

15 GSM: Global System for Mobile communications Introduzione GSM è il primo standard di comunicazione cellulare globale: nato in Europa ha centinaia di milioni di utenti nei 5 continenti. Quale è il motivo del successo? Motivi tecnici: Standard digitale integrato con ISDN. Accesso a tutti i nuovi servizi: identificatore di chiamata, chiamata a tre, avviso di chiamata ecc. ecc.. Chiamate sono crittate: garanzia della privacy. Equalizzatore digitale e codici a protezione di errore: buone prestazioni anche in caso di canale multipath. Compressione della voce: limita la banda per una comunicazione vocale. Possibilità trasmissione dati: modem e sms (short messaging service). Motivi commerciali: Per essere globale a livello Europeo GSM nasce come open standard architecure (OSA), seguendo il modello di Internet. Non è uno standard proprietario ma viene definito da un istituto (ETSI) a cui chiunque sia interessato può partecipare.

16 La competizione tra le aziende manifatturiere ha determinato una riduzione sia dei costi dell infrastruttura che dei terminali mobili. Per legge in ogni paese UE le risorse radio sono condivise tra più operatori. La competizione ha abbassato i costi dei servizi. Requisiti di un sistema radiomobile: Copertura: garantire un livello di segnale accettabile in tutto il territorio. Capacità: possibilità di servire molti utenti. Qualità: garantire parametri di qualità della comunicazione simili a quelli delle reti fisse. Flessibilità: possibilità di accedere ai servizi della rete fissa di interoperare con altri sistemi radiomobili concorrenti.

17 Architettura di rete Sistema GSM è composto da tre sottosistemi principali interconnessi tra loro: Base station subsystem (BSS) + mobile station (MS) Network and switching subsystem (NSS) Operation & maintenance center (OMC) Base station subsystem (BSS): E il sottosistema che gestisce l accesso radio: comprende le unità (stazioni base) che consentono di fornire la copertura radio di un'area costituita da una o più celle. Una BSS comprende un certo numero di BSC che si connettono ad un singolo MSC. La stazione base è composta di due unità: una Base Transceiver Station (BTS) e una Base Station Controller (BSC). La mobile station fa funzionalmente parte del BSS.

18 Base transceiver station (BTS): Una BTS è composta da antenna (il cui numero dipende se si implementa diversità spaziale o no), trasmettitore, ricevitore e poco più. Comunica con BSC attraverso l Interfaccia Abis (poco standardizzata). Le connessioni tra BSC e BTS possono essere su cavo o collegamento radio, dipende da dove sono localizzate le BTS. Tra BTS e BSC ci sono canali a 13 (banda occupata da comunicazioni vocali GSM) o a 64 kbit/s (banda ISDN). Base station controller (BSC) BSC sono l intelligenza del sottosistema radio. Ciascuna BSC controlla fino ad un centinaio di BTS. Tra le funzioni di una BSC: Assegnare i canali ad un utente che ne faccia richiesta. Gestire handover tra BTS che controlla. Gestire procedure di paging delle MS. Gestire la comunicazione con MSC attraverso interfaccia A (pienamente standardizzata). Network and switching subsystem (NSS) E il sottosistema che gestisce lo switching delle chiamate da e verso l esterno e fra diverse BSC appartenenti alla stessa rete.

19 NSS è composto dai seguenti elementi principali: mobile switching center (MSC), home location register (HLR), visitor location register (VLR), authentication center (AUC) e equipment identità register (EIR). Il gateway MSG (MSC) è il punto di interfaccia tra la rete GSM e la rete terrestre. MSC sono responsabili dell instradamento delle chiamate. Ciascun MSC controlla una BSS. Gestione della mobilità: VLR e HLR. A ciascun utente GSM è assegnato un identificativo univoco: international mobile subscriber identity (IMSI) a cui le rete è in grado di risalire a partire dal numero telefonico. L IMSI di ciascun utente GSM è registrato presso l HLR di un MSC. L HLR è il database che conserva tutte le informazioni necessarie alla gestione di una MS: posizione, servizi, autorizzazioni.

20 Se una MS è accesa, ad ogni istante viene associata ad una certa location area (LA) in corrispondenza di un MSC/VLR. Un MSC copre più LA e una LA contiene una o più BSC. Ogni volta che una MS si sposta da una LA ad un altra lo spostamento viene registrato nel VLR (o HLR) del MSC in cui la MS si trova. Se spostandosi, una MS entra in una LA coperta da un nuovo MSC, viene inserita nel VLR del nuovo MSC e il cambiamento di MSC/VLR viene comunicato all HLR corrispondente. Il registro VLR contiene e mantiene aggiornate le informazioni relative a tutte le MS che si trovano temporaneamente nell'area da esso servita. Tutte le chiamate per una MS vengono dirette verso il suo HLR, il quale provvederà ad istradarle verso il VLR a cui è registrata la MS. L operation and maintenance center (OMC) è il terzo sottosistema che compone l architettura GSM e ha due funzioni principali: Mantenimento e controllo di ogni elemento della rete. Gestione delle procedure di charging & billing.

21 Procedure Procedure seguenti l accensione Selezione di cella (cell selection): la MS sceglie la BTS su cui attestarsi. Registrazione (avviene sempre con una procedura di location update): la MS informa l MSC di competenza della sua presenza in quella Location Area (LA). Cell selection: MS scandisce le portanti radio che sente. Le portanti radio sono le C0, ovvero quelle in cui viene trasmesso il BCCH (portanti a potenza costante a cui non viene applicato il frequency hopping). MS si aggancia alla portante più forte. Attraverso il FCC la MS si allinea alla frequenza trasmessa dalla BTS. Attraverso SCH avviene la sincronizzazione. A questo punto la MS legge il BCCH che contiene: LAC (Location Area Code) CGI (Cell Global Identity)

22 Registrazione: Location area identifier (LAI) ricevuto coincide con quello memorizzato nella SIM: viene chiamata la procedura di IMSI attach in modo che possa ricevere paging. Nessun LAI memorizzato o LAI diverso: viene chiamata la procedura di location update. Location update: Accensione MS (se necessario). Registrazione periodica ogni 30 minuti (se non arriva lo stato diventa implicit detach). Cambio di location area a seguito di spostamento (handover). Location update con spostamento tra diverse LA facenti capo allo stesso MSC/VLR Roaming fra LAI facenti capo a MSC/VLR diversi

23 Chiamata da rete fissa A partire dal numero di telefono la rete fissa (ISDN) contatta il GMSC corrispondente. GMSC risale all HLR dove è registrato l IMSI dell utente chiamato. L HLR identifica il VLR dove è registrata la MS chiamata. Il GMSC istrada la chiamata verso l MSC/VLR che presiede la LA dove si trova la MS. MSC/VLR attiva la procedura di paging e ordina a tutte le BSC della LA di inviare messaggio di paging alle BTS. BTS inviano sul PCH il messaggio di paging alla MS chiamata. La MS risponde sul canale RACH al messaggio di paging per richiedere un SDCCH. La BTS invia AGCH con indicazione SDCCH. Tramite SDCCH viene aperto il canale.

24

25 Spegnimento La MS invia alla rete un ultimo messaggio di IMSI detach. Il messaggio arriva all MSC/VLR che marca come detached l utente Fino ad una successiva riattivazione non verrà più effettuato paging verso l utente ma in caso di chiamata si segnalerà automaticamente al chiamante che l utente non è raggiungibile.

26 GPRS: General Packet Radio Service Introduzione GPRS: Le funzionalità del GSM sono accresciute aggiungendo alcuni elementi di rete e modificando l accesso fisico. Caratteristiche del GPRS: Utilizzo efficiente delle risorse. Incrementa la capacità offerta ai singoli utenti. Tempi di connessione molto rapidi. Permette l implementazione di nuovi modelli di tariffazione. Elementi di novità ma compatibili con la rete esistente: Aggiornamento dell architettura di rete (NSS) Aggiornamento del livello fisico: allocazione dinamica delle risorse e nuova codifica di canale.

27 Architettura di rete La rete GPRS è una rete a commutazione di pacchetto. I pacchetti sono routed e non switched come nel caso della voce nel GSM (rete a commutazione di circuito). Architettura molto efficiente per traffico dati che non necessita di allocazione costante di risorse. L accesso alla rete è molto più veloce. Novità: NSS: GPRS support node (GSN): responsabili della gestione a commutazione di pacchetto delle trasmissioni Aggiornamento HLR per gestire le nuove funzionalità della rete (info di routing). MS+BSS: si definiscono tre classi di terminali Classe A: può gestire simultaneamente chiamate GSM e GPRS. Classe B: può registrarsi su entrambe le reti ma usare uno dei due servizi alla volta. Classe C: si può registrare su una delle reti alla volta.

28 Architettura GSM+GPRS: Commutazione di circuito (ISDN) trasporta traffico vocale: GMSC MSC Commutazione di pacchetto (IP) trasporta traffico dati: GGSN SGSN Serving GSN (SGSN): SGSN è allo stesso livello gerarchico del MSC: instrada il pacchetto dati verso e da la MS di destinazione. Ogni SGSN controlla una routing area (RA). Routing area è il corrispondente a commutazione di pacchetto della location area LA. Una LA contiene più RA. SGSN gestisce la mobilità degli utenti dati registrando le informazioni di tutti gli utenti nella sua RA (VLR) e implementando la funzionalità di tunneling. Gateway GSN (GGSN): Ha funzionalità di gateway tra rete GPRS e reti esterne: gestisce la conversione dei formati dei pacchetti. Instrada pacchetti dati da e verso SGSN.

29 La rete che collega tutti i GSN è una rete a pacchetto (IP): Intra-PLMN: la rete è gestita da un unico operatore. Inter-PLMN: c è un accordo di roaming fra vari operatori. Gestione della mobilità: tunneling Reti a pacchetto (IP) non supportano mobilità. L instradamento è di tipo statico: i pacchetti destinati ad un certo indirizzo sono sempre inviati alla stessa destinazione. Per supportare la mobilità dei terminali è necessario un instradamento di tipo dinamico.

30 Packet data network (PDN) MS Le reti esterne inviano sempre i pacchetti al GGSN corrispondente alla MS indirizzata. Il GGSN incapsula i pacchetti ricevuti in altri pacchetti con l indirizzo del SGSN che al momento controlla la RA dove si trova la MS di destinazione. Se la MS si sposta in un altra RA, il GGSN aggiorna l indirizzo del SGSN di destinazione. MS PDN L SGSN che controlla la RA in cui si trova la MS esamina la destinazione dei pacchetti e determina attraverso le sue tabelle di routing il GGSN a cui inviarli. L SGSN incapsula i pacchetti in altri pacchetti con l indirizzo del GGSN. Il GGSN dopo aver ricevuto e convertito i pacchetti li instrada all indirizzo originale a cui erano stati inviati.

31 Qualità del servizio (QoS): il canale radio è molto diverso dalla rete fissa ed è necessario introdurre requisiti che descrivano la chiamata: Precedenza: indica la priorità in relazione ad altri servizi (alta, normale e bassa). Affidabilità: indica le caratteristiche (BER, ritrasmissioni,ecc) della trasmissione richiesta dal servizio (classe 1, 2 e 3). Ritardo: indica il ritardo complessivo che il pacchetto dati sperimenta ad attraversare tutta la rete GPRS, incluso il tempo di connessione alla rete (classe 1, 2, 3 e 4). Throughput: indica il bit/rate medio e massimo di un servizio.

32 Procedure Le procedure che deve seguire una MS per utilizzare servizi GPRS: GPRS Attach/Detach E l operazione con cui la MS comunica la sua presenza ad un SGSN. SGSN carica dall HLR informazioni relative alla MS. PDP Context Activation/Deactivation E l operazione con cui la MS richiede ad un GGSN un indirizzo per il particolare packet data protocol (PDP) di interesse. La MS indica le caratteristiche del servizio richiesto. Packet Data Protocol (PDP) context Indirizzo PDP: assegnazione statica o dinamica. QoS. Indirizzo GGSN di riferimento per quel particolare PDP. Dopo l attivazione di un PDP context la MS è visibile a quel particolare PDP e pronta a scambiare dati: si attiva il protocollo di tunneling tra SGSN e GGSN.

33 Gestione della mobilità: L area di una RA è minore dell area di una LA. GSM: Se la MS non è attiva in una conversazione comunica alla rete ogni volta che cambia LA. Se la MS è attiva in una chiamata la rete conosce ESATTAMENTE la cella in cui la MS si trova. GPRS: Non esiste più il concetto di chiamata ma di sessione. Durante una sessione una MS può non avere da trasmettere ma la rete necessita di conoscere comunque la sua posizione. Si definisce una macchina a stati associata al terminale: IDLE STANDBY ACTIVE/READY

34 Stato IDLE E lo stato in cui si trova la MS all accensione Nessun PDP context è stato attivato La rete GPRS non vede la MS. Stato STANDBY La MS comunica alla rete solo quando cambia RA. Almeno un PDP context è attivo. Se la MS riceve un page dalla rete, passa in stato READY ed invia l identificativo della cella in cui si trova. Dopo un certo intervallo di tempo se non c è traffico la MS torna nello stato di IDLE. Stato READY La MS comunica alla rete ogni volta che cambia cella: non c è bisogno di paging. La MS entra in questo stato per effetto di un GPRS attach e vi resta per un certo tempo

35 Sessione dati: La MS invia un PRACH con cui chiede accesso e specifica la dimensione del blocco dati da inviare. La rete risponde con un PAGCH con cui comunica il canale associato e le risorse disponibili (USF). Alla fine della trasmissione con un ACK sul PACCH (equivalente dello SACCH GSM) la rete comunica quali pacchetti sono eventualmente da ritrasmettere.

36 UMTS: Universal Mobile Telecommunication Systems Introduzione I due maggiori successi commerciali degli anni 90 sono stati GSM e Internet. UMTS doveva essere lo standard che li integrava offrendo: Mobilità tipica di un sistema cellulare. Larga banda: fino a 2 Mbit/s (molto più che i 40 kbit/s del GPRS). UMTS accesso radio al traffico dati alternativo a quelli tradizionali via cavo. UMTS standard globale: in teoria doveva essere UNICO standard 3G di telefonia cellulare valido per Europa, USA e Giappone. Per integrare le esigenze delle aziende dei tre continenti è nato un prodotto ibrido e tecnologicamente molto complicato. Negli USA la Qualcomm ha sviluppato uno standard alternativo (CDMA2000).

37 Grandi aspettative: Tutti i maggiori operatori europei hanno investito miliardi di euro nelle aste per le frequenze 3G: complessivamente 2 60 MHz in ciascun paese. Tutti i maggiori produttori di telefonia hanno sviluppato prodotti UMTS a costo di grandi investimenti. Problemi: Standard tecnologicamente non maturo. Mancanza della killer application Difficoltà di integrazione di un unico terminale dual mode GSM e UMTS. Elevato consumo delle batterie. Concorrenza GSM-GPRS. Elevati costi della realizzazione delle infrastrutture. Elementi di novità rispetto alla rete GSMGPRS: Cambia completamente l accesso radio: tecnologia WCDMA. Gestione risorse radio (radio resource management) avanzata per aumentare efficienza spettrale. Cambiano gli elementi della rete fissa relativi all accesso radio (RNC e node B).

38 Nuovi servizi offerti all utenza legati alla disponibilità di larga banda: MMS. Videochiamata. Servizi basati sulla localizzazione dell utente.

39 Architettura di rete Cambia la terminologia rispetto al GSM: BSS UMTS terrestrial radio access network (UTRAN): UTRAN, che implementa la tecnica di accesso multiplo WCDMA, è completamente innovativa rispetto al GSM. NSS core network (CN): CN è composta dagli stessi elementi che compongono NSS: MSC, HLR, VLR, GGSN e SGSN... UTRAN è composta da due elementi funzionali: Radio network controller (RNC) equivalente della BSC. Novità: gli RNC sono connessi direttamente tra loro per facilitare le procedure di handover. Node B equivalente della BTS.

40 Node B: controlla uno o più settori. Un settore corrisponde funzionalmente ad una cella. Implementa il livello fisico: spreading/despreading, interleaver/deinterleaver, codifica/decodifica del segnale. Implementa alcuni algoritmi di radio resource management (RRM): Power control. Load control. Radio network controller (RNC): è l elemento dell UTRAN che implementa le principali funzioni di RRM: Gestione dinamica delle risorse: power control (outer loop), handover, admission control, load control, gestione dei codici. Il controllo avviene come feedback a misure di potenza e di BER effettuate da MS e node B. Gestione macrodiversità. Radio resource management Obbiettivo: minimizzare la potenza complessiva trasmessa massimizzando la capacità totale e garantendo agli utenti una certa QoS. Potenza trasmessa dal mobile è funzione sia del canale radiomobile ma anche del livello di interferenza.

41 Per mitigare interferenza ci sono varie tecniche: Power control. Soft e softer handover. Load control. Admission control. Power control, si suddivide in due cicli: Outer loop: effettuato al RNC. Determina sulla base di misure di QoS il SIR di riferimento per inner loop power control per ogni utente. Se le prestazioni sono buone diminuisce il SIR target, se le prestazioni sono cattive aumenta il SIR target.

42 Inner loop: effettuato al node B. Ha la caratteristica di essere veloce. La potenza viene aggiornata una volta per slot. Frequenza di aggiornamento è 1.5 khz (GSM 1 volta ogni 26 slot: meno di 10 Hz). Se MS si muove lentamente è in grado di compensare multipath fading. Macrodiversità: nel sistema UMTS la MS è in grado di connettersi con la rete attraverso più di una stazione base. Celle differenti condividono le stesse frequenze e sono separate solo da codici diversi: una MS può facilmente ricevere segnali da più di un node B. Tutti i link che soddisfano certe caratteristiche di potenza e SIR sono memorizzati nell active set. La MS è connessa alla rete attraverso tutte le celle appartenenti all active set. L RNC che gestisce la chiamata è il serving RNC (SRNC). Tutti gli altri sono drift RNC (DRNC) ed agiscono in maniera invisibile all utente. Macrodiversità in ricezione: Uplink: selection diversity. Tutti i node B coinvolti in un certo active set demodulano il segnale ricevuto e poi è il SRNC che seleziona il segnale demodulato che ha il SNIR più alto. Downlink: maximum ratio combining. Al terminale i segnali inviati da node B diversi vengono combinati nel medesimo ricevitore rake. Il correlatore associato ai vari finger utilizzerà un codice diverso per le repliche di ogni node B.

43 Handover in un sistema UMTS sono effettuati per due motivi: Deterioramento del canale (dovuto per esempio alla mobilità). Bilanciamento del traffico: se una cella è troppo carica, le MS vengono redistribuite sulle celle adiacenti. Si identificano tre tipi di handover: Hard handover: il canale radio viene spento in una cella e acceso in un altra. Soft handover: viene modificato l active set relativo alla connessione: sono coinvolti più node B. Softer handover: avviene quando le celle che si trovano nell active set appartengono ad un unico node B. La macrodiversità uplink si sfrutta al ricevitore rake del node B.

44 Handover: Intra-mode handover. Intra-frequency: hard, soft, softer. Inter-frequency: hard. Inter-system handover: hard.

45 Admission control: le prestazioni di un sistema WCDMA sono limitate dal livello di interferenza (soft capacity). Non è individuabile come per il GSM una capacità ben definita (hard capacity: numero di canali fisici a disposizione). Effetto dell aumento del traffico è un incremento dell interferenza e quindi a causa del cell breathing di una riduzione della area coperta da una cella. Per ogni utente il sistema valuta se l innalzamento del livello di interferenza è tollerabile per gli altri utenti già allocati: assegna i codici e negozia lo SF. Uplink: si valuta l effetto dell aumento di interferenza. Downlink: si calcola di quanto aumenti la potenza trasmessa. Load control: se la rete è pianificata correttamente e le procedure di admission control sono efficaci, il sistema UMTS è stabile. Nei casi eccezionali in cui il sistema si sovraccarica si attivano procedure di load control (controllo di congestione): Downlink power control: non vengono rispettate le richieste di aumento di potenza. Uplink power control: viene abbassato il livello del SIR target. Handover ad un altra banda WCDMA. Handover al sistema GSM. Riduzione del bit rate per utente (agendo sulla codifica vocale per esempio). Interruzione di alcune chiamate (extrema ratio).

46 CONCLUSIONI Posso affermare con sicurezza che l esperienza dello stage è stata davvero utile alla mia formazione tecnica ed anche personale. Stando in azienda ho capito i meccanismi che regolano il mercato del lavoro e con essi anche la situazione attuale dell economia. Il rapporto con i colleghi è stato fondamentale poiché mi ha aiutato a risolvere problematiche molto complesse, che da solo avrei assolto in molto più tempo. L ambiente è stato stimolante e sempre ricco di novità da scoprire ed imparare. La strada che ho percorso in questi cinque mesi è stata alcune volte più scorrevole ed altre meno, soprattutto quando si è trattato di ideare servizi complessi in poche schermate. Nel complesso penso di aver completato la mia preparazione riuscendo ad aggiungere alle mie competenze tecniche, una capacità di vedere i progetti nel loro complesso e non solo nella parte implementativa. Ciò mi ha consentito di capire meglio problematiche prima a me sconosciute e migliorare quindi in aspetti in cui prima ero carente, come la capacità di seguire diverse fasi, eseguire un analisi approfondita e valutare i tempi di realizzazione di un prodotto; tutte cose fondamentali per una professione futura.