GSM Global System for Mobile communications

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1 GSM Global System for Mobile communications

2 Un po di storia (1) 1982 La CEPT (Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications) forma il Groupe Spéciale Mobile (GSM) per la definizione di un sistema radiomobile paneuropeo nella banda dei 900 MHz. A quell epoca in Italia gli utenti del servizio radiomobile della SIP erano alcune migliaia (la maggior rete R.M. italiana era la RIAM, di ENEL) Solo i Paesi scandinavi (DK, S, N, FIN) avevano un sistema (NMT) che consentiva il roaming internazionale ed erano i più avanzati sia come tecnologia che come penetrazione del servizio 1987 Il Memorandum of Understanding (MoU) è firmato a Copenhagen da 15 operatori di 13 Paesi europei che si impegnarono a sviluppare il sistema GSM Viene effettuata la prima chiamata su una rete GSM (Radiolinja, Finlandia) Apertura del servizio commerciale sulle prime reti GSM Primo accordo di roaming internazionale tra le reti GSM di Telecom Finland e Vodafone (UK) Viene inviato il primo SMS 1993 Telstra (Australia) è il primo operatore non europeo a firmare il MoU Viene aperta (UK) la prima rete GSM a 1800 MHz (allora chiamata DCS 1800).

3 Un po di storia (2) 1994 a fine anno ci sono 60 reti GSM in servizio con più di 4 milioni di utenti; oltre 100 firmatari del MoU da 60 Paesi Viene effettuata la prima chiamata su una rete GSM a 1900 MHz (allora denominata PCS 1900) nel Nord America, dal vice presidente degli USA Al Gore Il gruppo dei firmatari del GSM MoU è registrato come la GSM MoU Association in Svizzera a fine anno ci sono 120 reti GSM in servizio con più di 12 milioni di utenti; oltre 150 firmatari del MoU da 90 Paesi Lancio delle prime SIM prepagate Le connessioni GSM attive superano i 500 milioni Il 95% dei Paesi del mondo ha reti GSM attive Nel corso dell anno vengono inviati 400 miliardi di SMS; nascono i telefoni dotati di fotocamera e viene aperto il servizio di MMS Il GSM supera i 2 miliardi di connessioni attive La GSMA conta più di 900 membri (dei quali oltre 700 operatori) Il GSM supera i 3 miliardi di connessioni attive.

4 Un successo mondiale dell industria europea Nel giro di pochi anni il telefono cellulare è passato dal rango di status symbol a strumento di comunicazione che ciascuno porta sempre con sé. Il sistema GSM è forse la principale storia di successo dell industria europea. L idea visionaria di un sistema paneuropeo si è rivelata vincente rispetto ai sistemi nazionali proposti da nazioni più avanzate ma isolate (USA, Giappone). Il GSM è diventato il principale standard mondiale per le telecomunicazioni mobili, arrivando a conquistare quote significative di mercato anche negli Stati Uniti e nelle Americhe, mercati tradizionalmente dominati dalle industrie statunitensi.

5 I punti di forza del sistema GSM Il sistema GSM ha introdotto o sviluppato delle caratteristiche e delle possibilità successivamente introdotte anche negli altri sistemi cellulari: la scheda SIM, che consentiva di cambiare terminale senza difficoltà; i messaggi di testo lo Short Messaging Service (SMS) fu pensato come servizio supplementare destinato ad un uso marginale e per comunicazioni tra l operatore ed i suoi clienti; invece è diventato (quasi a sorpresa) una tra le maggiori fonti di guadagno per gli operatori (in certi casi anche maggiore dei servizi voce); il roaming internazionale prima del GSM la telefonia mobile adottava standard nazionali (spesso volutamente differenziati per tutelare le aziende nazionali) incompatibili tra loro con un unica eccezione nei Paesi scandinavi; l introduzione delle carte prepagate abbattendo i costi di ingresso ed i costi mensili tipicamente presenti negli abbonamenti hanno consentito il decollo della telefonia mobile come servizio di massa, anche per le fasce a basso reddito e nei Paesi in via di sviluppo.

6 Caratteristiche vincenti del telefono GSM Economico (si trovano in commercio modelli a partire da ). Piccolo e leggero (può essere portato in tasca o in borsetta). Con una buona durata della batteria (alcune ore in modalità conversazione ed alcuni giorni in modalità stand-by). Libertà di movimento in tutto il mondo. Possibilità di essere sempre in contatto con famiglia, amici, colleghi, clienti Il tutto a prezzi ragionevolmente bassi o comunque in calo nel corso degli anni.

7 Architettura della rete GSM

8 SIM MS MS: Mobile Station SIM: Subscriber Identity Module ME: Mobile Equipment Architettura della rete GSM BSS OMC OSS NMC NSS OSS: Operation and Support Subsystem OMC: Operation and Maintenance Center NMC: Network Management Center ME Um BTS BTS BSS: Base Station Subsystem BTS: Base Transceiver Station BSC: Base Station Controller A Bis BSC BSC A NSS: Network and Switching Subsystem MSC: Mobile service Switching Center GMSC: Gateway MSC HLR MSC EIR AuC GMSC VLR PSTN ISDN PSPDN CSPDN HLR: Home Location Register VLR: Visitor Location Register EIR: Equipment Identification Register AuC: Authentication Center

9 Mobile Station La Mobile Station (MS) è costituita dal Mobile Equipment (il terminale) e da una Smart Card detta Subscriber Identity Module (SIM). La SIM è una smart card che contiene tutti i dati relativi all utente e personalizza il terminale. SIM card MS La SIM card è costituita da un processore e da circuiti di memoria e permette di gestire l autenticazione del terminale, la sicurezza della trasmissione e le SIM informazioni relative all utente. In particolare la SIM card contiene il codice IMSI (International Mobile Subscriber Identity) e la chiave Ki che permettono di identificare univocamente l abbonato. IMEI (International Mobile Equipment Identity)e IMSI+Ki sono indipendenti e garantiscono la mobilità personale. La SIM è protetta da usi non autorizzati da un numero di identità personale ME (PIN) e può essere adoperata anche per altri servizi (numeri abbreviati, rubrica, lista di preferenze, ). Mobile Equipment Il Mobile Equipment è univocamente identificato dal codice IMEI (International Mobile Equipment Identity). I terminali si suddividono in cinque classi in base alla massima potenza di trasmissione. Classe I 20W Classe II 8W Classe III 5W Classe IV 2W Classe V 0.8W

10 BTS BTS BSS A Bis BSC BSC Base Station Subsystem Il Base Station Subsystem è costituito da due elementi: la BTS (Base Transceiver Station) e il BSC (Base Station Controller) che comunicano attraverso l interfaccia standard A bis, rendendo possibile (come nel resto della rete) operazioni tra componenti costruiti da fornitori differenti. BTS La BTS determina l estensione della copertura radio di una cella tramite apparati transceivers e gestisce la comunicazione con le Mobile Stations e le relative procedure radio. Gli apparati radio di una BTS (transceivers) devono essere dimensionati in numero sufficiente per garantire la capacità desiderata. BSC Il BSC si occupa della gestione di una o più BTS. In particolare ha funzioni di: allocazione e rilascio dei canali di comunicazione commutazione e processamento dei segnali controllo della qualità e della potenza del collegamento gestione degli handover controllo del traffico di segnalazione e broadcast frequency hopping

11 Network and Switching Subsystem (1) HLR NSS AuC Il NSS è un sottosistema della rete GSM che implementa numerose funzionalità, tra le quali la più importante è la commutazione e l instradamento delle chiamate. Il componente principale è quindi il Mobile service Switching Centre (MSC). MSC EIR GMSC VLR MSC L MSC costituisce il centro di commutazione della rete GSM e controlla tutti i BSS dell area di sua competenza. In particolare si occupa di: Instauramento e instradamento delle chiamate tra MS della rete Controllo degli handover Registrazione e aggiornamento della posizione del mobile GMSC Il GMSC è un particolare tipo di MSC che costituisce l interfaccia tra la rete GSM e altre reti (mobili o fisse). Le chiamate provenienti da reti esterne vengono instradate al GMSC della rete GSM dell utente destinatario che provvede a localizzare l area in cui si trova tale utente e ad instradare la richiesta all MSC di competenza.

12 Network and Switching Subsystem (2) NSS HLR AuC GMSC MSC EIR VLR L operazione di localizzazione degli utenti GSM per il corretto instradamento delle chiamate viene svolta dall MSC (per chiamate interne alla rete) o dal GMSC (per chiamate da reti esterne) in collaborazione con il Visitor Location Register (VLR) e con l Home Location Register (HLR). HLR L HLR memorizza permanentemente le informazioni relative agli utenti della rete (profilo d utente, eventuali servizi supplementari abilitati, riferimento al VLR corrente). L HLR è tipicamente un computer stand-alone senza capacità di commutazione in grado di gestire centinaia di migliaia di utenti. VLR Il VLR è un database temporaneo che contiene informazioni relative agli utenti che si trovano in quel momento nella area di sua competenza (profilo utente, parametri di sicurezza, eventuali servizi supplementari abilitati, location area, stato del terminale). Normalmente i costruttori implementano il VLR assieme all MSC poiché così le rispettive aree geografiche di pertinenza coincidono e si semplifica la segnalazione.

13 Network and Switching Subsystem (3) HLR NSS AuC I rimanenti due elementi del NSS si occupano principalmente della gestione della sicurezza delle comunicazioni e della stessa rete. MSC EIR GMSC VLR EIR L Equipment Identity Register è un database che contiene le liste dei codici IMEI di tutti i terminali della rete e viene utilizzato dal gestore per impedire l accesso ai terminali non autorizzati (poiché rubati o di tipo non approvato). AuC L Authentication Centre contiene un database protetto dove sono custoditi i codici di autenticazione e gli algoritmi degli abbonati necessari per la creazione dei parametri di autenticazione e che sono presenti anche nella SIM card. L autenticazione viene effettuata ogni volta che il terminale si collega alla rete GSM, quando riceve o effettua chiamate o SMS, durante l attivazione, durante la procedura di location area update, alla richiesta di attivazione, disattivazione o interrogazione dei servizi supplementari. La procedura di autenticazione e di codifica del canale radio è svolta in combinazione dall AuC (che comunica con l HLR) e dalla SIM.

14 OMC OSS Operation and Support Subsystem NMC L OSS è la sottorete che si occupa di coordinare tutte le attività di controllo e manutenzione della rete per poterne garantire il corretto funzionamento. L OSS è costituito da due unità funzionali: l Operation and Maintenance Center (OMC) e il Network Management Center (NMC) OMC L OMC si occupa di monitorare e controllare il corretto funzionamento della rete gestita da uno o più MSC. In particolare ha funzioni di: gestire la configurazione dei parametri e controllare le prestazioni di tutti gli elementi di rete che ricadono nell area geografica di sua competenza; gestire i guasti, gli allarmi e verificare lo stato del sistema, con la possibilità di effettuare test per la verifica delle prestazioni e del suo corretto funzionamento; gestire la sicurezza; raccogliere i dati relativi al traffico degli abbonati necessari per la fatturazione; NMC L NMC offre la visibilità globale di tutte le attività di controllo e si occupa del coordinamento e della gestione di tutti gli OMC presenti nella rete GSM.

15 I canali logici del sistema GSM

16 I canali logici del sistema GSM Canali GSM Canali di traffico Canali di segnalazione Full rate Half rate Broadcast channels Common control channels Dedicated control channels Downlink Downlink Uplink Slow Fast TCH/F TCH/H BCCH FCCH SCH PCH AGCH RACH SACCH SDCCH FACCH

17 Broadcast channels FCCH: Frequency Correction Channel; è utilizzato dalla MS per sintonizzarsi sulla portante della stazione base. SCH: Synchronisation Channel; fornisce informazioni per la sincronizzazione di trama e per l identificazione del transceiver della BTS. BCCH: Broadcast Control Channel: fornisce informazioni generali sulla rete, sulla cella in cui si trova il mobile e sulle celle adiacenti. Il BCCH è il canale che viene monitorato dal terminale per l instaurazione di una nuova chiamata e per l effettuazione di procedure quali l handover.

18 Common control channels PCH: Paging channel; è utilizzato per contattare la MS quando c è una chiamata in arrivo. AGCH: Access Grant Channel; è utilizzato per assegnare un canale dedicato (TCH o SDCCH) alla MS. RACH: Random Access Channel; è usato dal mobile che vi accede con un protocollo a contesa (del tipo Slotted Aloha ) per richiedere un canale dedicato (che potrà servire per registrarsi o per effettuare una chiamata).

19 Dedicated control channels FACCH: Fast Associated Control Channel; utilizza il cosiddetto frame stealing, ovvero sostituisce a porzioni dei dati d utente dei messaggi di segnalazione provenienti dai livelli superiori. Questa operazione è fatta prima dell interleaving. SDCCH: Stand alone Dedicated Control Channel; è un canale duplex utilizzato per l instaurazione delle chiamate e per l aggiornamento della posizione. SACCH: Slow Associated Control Channel; è utilizzato per inviare informazioni sul controllo di potenza e per la trasmissione periodica delle misure effettuate dalla MS (ogni 480 ms), sulla base delle quali la BS decide l handover.

20 Capacità dei canali logici del GSM Canale FACCH / Full rate FACCH / Half Rate SDCCH SACCH BCCH AGCH PCH RACH Voice Full Rate Bit rate 9200 bit/s 4600 bit/s 782 bit/s 391 bit/s 782 bit/s 782 bit/s 782 bit/s 34 bit/s 13 Kbit/s

21 Procedure: chiamata da fisso a mobile In base al numero del mobile chiamato, la rete fissa contatta il GMSC corrispondente. Il GMSC individua l HLR in cui è registrato l IMSI del numero chiamato. L HLR individua il VLR in cui è attualmente registrato il mobile chiamato. Il GMSC instrada la chiamata verso l MSC corrispondente alla zona individuata dal VLR. L MSC ricerca nel proprio dominio il mobile facendo spedire un messaggio di paging dalle BTS di propria competenza. Il mobile risponde al messaggio di paging alla propria BTS. Viene aperto un canale bidirezionale tra mobile e MSC (tramite la BTS servente) per effettuare l autenticazione del mobile e la cifratura delle comunicazioni. Conclusa positivamente l autenticazione la rete assegna al mobile un canale di traffico e viene stabilita la connessione tra i due terminali.

22 Procedure: chiamata da mobile Il terminale compone il numero e invia la richiesta alla BTS servente, ovvero quella che ha sul canale BCCH un livello di segnale sufficiente. La MS aspetta e riconosce le informazioni di sincronismo. La BTS instaura un canale unidirezionale con la MS ed un collegamento con il MSC. L MSC della BTS servente analizza i dati del chiamante (IMSI) in collaborazione con il VLR e autorizza o impedisce la chiamata. Se la chiamata autorizzata è diretta verso la stessa rete GSM, l MSC inizia una procedura di interrogazione del HLR in base all IMSI del chiamato e la procedura prosegue in maniera analoga alla chiamata da fisso a mobile. Se la chiamata autorizzata è diretta altrove essa viene inoltrata al GMSC che provvede ad un suo corretto instradamento verso la rete esterna.

23 Interfaccia radio della rete GSM

24 Accesso Multiplo TDMA-FDMA P F T Ibrido TDMA-FDMA: 248 canali (banda GSM primaria) di 200 KHz ciascuno multiplati in frequenza, ognuno dei quali supporta 8 canali multiplati nel tempo (0.577 ms per slot temporale).

25 Struttura del canale (1) Il sistema GSM è di tipo FDD (la separazione tra uplink e downlink avviene in frequenza) Il metodo di accesso alle risorse del sistema GSM è stato scelto sia a divisione di tempo che di frequenza TDMA/FDMA. Divisione in frequenza P-GSM (GSM standard o primary GSM) 25 MHz suddivisi in 124 portanti spaziate di 200 KHz uplink: 890 MHz MHz; downlink: 935 MHz MHz E-GSM (Extended GSM) 35 MHz suddivisi in 174 portanti spaziate di 200 KHz uplink: 880 MHz MHz; downlink: 925 MHz MHz Divisione di tempo Ogni sottobanda è suddivisa temporalmente in 8 intervalli (time slot) della durata di 0.577ms I time slots sono organizzati in una struttura gerarchica più complessa: Frame: 8 time slots Multiframe: 26 frame per canali di traffico o 51 frame per canali di controllo Superframe: 51 multiframe di traffico o 26 multiframe di controllo Hyperframe: 2048 superframe I frame sono numerati progressivamente all interno del hyperframe (da 1 a con una periodicità di quasi 3.5 ore) Ogni canale TDMA/FDMA è identificato dalla terna time slot, frame, portante

26 Struttura del canale (2) Caratteristiche basi GSM up-link /-0.1MHz ms 20ms 20ms burst!=25"#z FDMA Blocco A Blocco B Blocco C /-0.1MHz ms All interno di ogni time slot viene trasmesso un pacchetto di dati (burst) normalmente composto da bit, che corrisponde ad una velocità di trasmissione lorda di 270 kbps. Il segnale vocale è codificato con 260 campioni ogni 20 ms, per una velocità di 13 kbps Ogni spezzone di segnale di 260 bit viene protetto con codici di canale che lo portano a 456 bit. Questo blocco è poi suddiviso in otto sottoblocchi di 57 bit che vengono trasmessi in otto mezzi burst interallacciati con il blocco precedente e con quello seguente.

27 Struttura del canale (3) GT 8.25 TB 3 Data 57 S 1 TS 26 Data bit ( ms ) Time slot ( ms ) S 1 TB 3 GT 8.25 GT Guard Time TB Tail Bit S Stealing bits TS Training Sequence Ogni burst di traffico presenta la struttura indicata: l informazione viene suddivisa in due pacchetti di 57 bit ai pacchetti di dati viene aggiunti uno stealing bit (S) che indica se il blocco contiene dati di traffico o di segnalazione al centro del time slot è inserito un midambolo di 26 bit costituito da una sequenza nota (training sequence) che viene utilizzata per le operazioni di sincronizzazione ed equalizzazione i bit di testa e di coda (TB) sono posti sempre a zero durante il tempo di guardia (GT) non si ha trasmissione, è un periodo che serve per consentire l accensione e lo spegnimento dei trasmettitori esso determina anche le massime dimensioni di cella, legate al massimo ritardo ammissibile (quando la differenza tra i cammini di due utenti cresce i loro segnali si sovrappongono e nasce interferenza tra gli slot adiacenti)

28 Struttura del canale (4) Il GSM adotta la modulazione GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying),che vanta un inviluppo costante ed uno spettro compatto. I dati sono trasmessi ad una bitrate lorda di 270 kbps. I dati per un singolo utente sono trasmessi in un time slot per frame, quindi la bitrate lorda si riduce a 270/8 = 33 kbps. Le informazioni trasmesse rappresentano solo una parte dei bit trasmessi per l utente. Eliminando l overhead di livello fisico la bitrate per utente diventa di 114 bit (2 x 57 bit) trasmessi in ms (1 frame), cioè di 24.7 kbps. Queste sono ulteriormente ridotte per la multiplazione di dati utenti e segnali di controllo (su 26 trame 24 sono dati di traffico utente e 2 sono segnalazione) arrivando a 22.8 kbps. La voce è trasmessa con una bitrate di 13 kbps, mentre i dati sono trasmessi fino a 9.6 kbps. I rimanenti bit di traffico sono utilizzati per codici a correzione di errore.

29 Trasmissione del segnale vocale 13 kbps: 260 bit per 20 ms Voice sampling 22.8 kbps: 456 bit per 20 ms Voice sampling CRC Convolutional code 1/ kbps: 8 blocchi da 57 bit per 20 ms x 57 bit in un time slot GT TB Data S TS Data S TB GT 1 time slot per frame frame di traffico e 2 frame di controllo in un superframe

30 Frequency hopping La suddivisione in sottobande di 200 KHz non è sufficiente per ottenere una diversità in frequenza intrinseca per ripararsi da fenomeni quali: effetti delle fluttuazioni rapide del canale radio l interferenza co-canale generate in uplink da due terminali di celle vicine che utilizzino lo stesso time slot e la stessa frequenza E stata introdotta come contromisura la tecnica del frequency hopping che prevede di trasmettere l informazione su diverse frequenze seguendo opportune sequenze di salti in frequenza che essendo note al ricevitore (sono comunicate sul canale di controllo BCCH, trasmesso sul time slot 0 di ogni frame) consentono di recuperare parte dell informazione attraverso codici a correzione d errore. Frequency Time I terminali GSM sono intrinsecamente flessibili in frequenza, nel senso che si debbono comportare sia come un trasmettitore che come un ricevitore Il frequency hopping è ottenuto sfruttando questa caratteristica intrinseca dei terminali che consente di gestire agevolmente i salti in frequenza Il frequency hopping GSM è detto lento poiché i salti in frequenza non avvengono all interno dello stesso time slot, che viene trasmesso tutto sulla stessa frequenza.

31 Blocchi di segnali vocali di 8 x 57 bit Interleaving burst X A5 B1 = midambolo A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 burst X+1 A6 B2 burst X+2 A7 B3 burst X+3 A8 B4 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 burst X+4 B5 C1 burst X+5 B6 C2 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 burst X+6 B7 C3 burst x+7 B8 C ms 4.6ms Analogamente nel dominio del tempo la durata del periodo elementare della trama del sistema GSM non consente di avere diversità di tempo intrinseca e viene utilizzata come contromisura la tecnica dell interleaving che ha lo scopo di disperdere su più spezzoni e su più canali le lunghe sequenze di errori di canale. Le tecniche di frequency hopping e di interleaving offrono diversità imperfette e non sono quindi sufficienti per recuperare totalmente la distorsione del canale. Si devono quindi aggiungere codici in grado di realizzare la correzione degli errori residui. La tecnica di interleaving utilizzata nel sistema GSM è detta di interleaving diagonale: tale interlacciamento comporta un ritardo di ricetrasmissione, che nel caso dell esempio è di circa 40 ms. La tecnica di interlacciamento diagonale permette comunque di minimizzare questo ritardo.

32 Procedure radio Discontinuous transmission La Discontinuos Transmission (DTX) è una procedura che, sfruttando la caratteristica per cui una persona mediamente parla per meno del 40% in una normale conversazione, disattiva il trasmettitore durante i periodi di silenzio. Il vantaggio del DTX è quello di permettere al terminale di risparmiare potenza (e quindi di prolungare la durata delle batterie). Questa tecnica presenta l ulteriore vantaggio di ridurre l interferenza co-canale. Discontinuous reception Il canale di paging è strutturato in sotto-canali. Ogni terminale mobile deve ascoltare solamente il proprio sotto-canale. Nei rimanenti time slots il terminale può andare in sleep mode, dove la potenza utilizzata è minima. Power control Sia il mobile che la BTS operano al minor livello di potenza che consenta di mantenere una qualità di segnale accettabile. I livelli di potenza possono essere aumentanti o diminuiti con un passo di 2dB nell intervallo di potenze che parte da 13dBm (20mW) fino alla potenza di picco relativa alla classe di appartenenza del terminale.

33 Le procedure per l instaurazione ed il mantenimento della chiamata

34 Procedure di location updating e paging Location updating Il territorio da servire è suddiviso in aree nelle quali il mobile viene localizzato. Quando il mobile cambia area di localizzazione (anche se non è in conversazione) si avvia una procedura di aggiornamento della localizzazione (essa può avvenire in automatico oppure mediante controlli periodici). Paging Quando una chiamata è diretta verso un mobile, esso viene cercato sul canale di paging in tutta l area di localizzazione. Come è intuitivo, aree di localizzazione molto grandi comportano un risparmio in termini di location updating, ma contemporaneamente implicano un maggiore tempo/impiego di risorse per effettuare il paging.

35 Procedure: handover (1) La mobilità degli utenti è uno dei principali vantaggi offerti dai sistemi cellulari. Questo può causare la necessità di cambiare la cella che offre il servizio al terminale per poter garantire all utente una buona qualità del segnale in conseguenza a spostamenti. Il GSM prevede una procedura che permetta di effettuare la commutazione del canale di comunicazione in maniera trasparente all utente (in modo automatico e senza interruzioni alla comunicazione). Tale procedura è detta handover (o handoff).

36 Procedure: handover (2) La procedura di handover permette di riallocare dinamicamente le risorse associate ad un utente. La procedura di handover viene decisa dalla rete sulla base delle misure effettuate dal terminale mobile. Esistono differenti tipi di handover: Intra Cell e Intra BSC Cambiamento del canale di traffico e della frequenza all interno della stessa cella. E dovuto a problemi di qualità sul canale. Inter Cell e Intra BSC E controllata totalmente dal BSC che si occupa di instaurare la nuova connessione, ordina al terminale di passare al nuovo canale, termina la connessione vecchia e aggiorna il VLR. Inter Cell e Inter BSC Il BSC originario interroga l MSC per identificare la BTS destinataria che non è di sua competenza. L MSC instaura una nuova connessione con il BSC target e gestisce tramite il nuovo BSC il passaggio di canale del terminale e l aggiornamento del VLR. Inter MSC E la procedura di handover più onerosa i termini di segnalazione poiché implica la comunicazione tra due MSC, che tramite i rispettivi BSC delle BTS coinvolte gestiscono il passaggio di canale del terminale e l aggiornamento del VLR.

37 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile: f3 f2

38 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile: f3 f2

39 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile: f3 f2

40 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile: f3 f2

41 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Attivazione procedura handover f2

42 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Esecuzione procedura handover f2

43 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f1 f2

44 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f1 f2

45 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f1 f2

46 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f1 f2

47 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Attivazione procedura handover f2

48 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Esecuzione procedura handover f2

49 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f 2 f2

50 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f 2 f2

51 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f 2 f2

52 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f 2 f2

53 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Frequenza radiomobile = f 2 f2

54 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Attivazione handover f2

55 HAND-OVER f3 Frequenze di utilizzo:f 1,f 2,f 3. f1 Esecuzione handover f2

56 Handover: effetto ping pong e concetto di isteresi Nella realtà i bordi delle celle non sono regolari a causa dei fenomeni di shadowing. Questo potrebbe causare degli handover ripetuti e non necessari (effetto ping pong ). Per evitarlo si introduce una soglia di isteresi: l handover viene effettuato solo quando il campo ricevuto dalla cella destinazione supera quello della cella di origine per più di un certo margine di isteresi (e per un certo tempo minimo).

57 Hand-Over r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db 30 Km

58 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) Km C 10 / 10! r "# $ km

59 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) Km C 10 / 10! r "# $ km

60 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) Km C 10 / 10! r "# $ km

61 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

62 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

63 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

64 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

65 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

66 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

67 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

68 r=distanza stazione base α=3.5 filtraggio spaziale ξ=variabile gaussiana v.m. = 0 σ=4db -170 Hand-Over (db) C 10 / 10! r "# $ km C C IST 30 Km IST=10 db isteresi di decisione

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