EQUALIZZAZIONE ALLA CIECA PER SISTEMI DS/CDMA DI SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE DI 3 A GENERAZIONE

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI ROMA TRE FACOLTÀ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA TESI DI LAUREA EQUALIZZAZIONE ALLA CIECA PER SISTEMI DS/CDMA DI SISTEMI DI TELECOMUNICAZIONE DI 3 A GENERAZIONE CANDIDATO Danilo Tucci RELATORE Chiar.mo Prof. Gaetano Giunta SECONDO RELATORE Chiar.mo Prof. Alessandro Toscano CORRELATORE Ing. Francesco Benedetto Anno Accademico

2 Dilegua, o notte! Tramontate, stelle! Tramontate, stelle! All alba, vincerò! Vincerò, vincerò! Giacomo Puccini

3 Ringraziamenti Prima di entrare nel merito del lavoro svolto vorrei ringraziare il Prof. Gaetano Giunta per avermi dato la possibilità di collaborare con il gruppo di Elaborazione Numerica dei Segnali. Ringrazio inoltre il Prof. Alessandro Toscano e l Ing. Francesco Benedetto per i preziosi consigli dati per migliorare il lavoro di tesi. Un ringraziamento particolare va alla mia famiglia per l incoraggiamento durante i momenti di difficoltà, per quei valori che hanno saputo infondere durante la mia educazione: la grinta di mio padre, la riflessione di mia madre e l amichevole, continua, sfida di mio fratello. Infine l ultimo pensiero va a tutte le persone che mi sono state vicine in questi anni di studio, in particolare: Christian Vannozzi, Fabio Cappabianca e Fabrizio Boero. Legati ognuno a un particolare momento della mia carriera universitaria, ma sempre amici, compagni di studio e compagni di vita.

4 INTRODUZIONE: UN SALTO NEL FUTURO...7 CAPITOLO 1:...11 INTRODUZIONE AL WIRELESS SITUAZIONE ATTUALE EVOLUZIONE DELLE COMUNICAZIONI MOBILI WIRELESS PERCHÉ IL WIRELESS? DIFFERENZA TRA TELEFONIA FISSA E TELEFONIA CELLULARE DIVISIONE E COPERTURA DEL TERRITORIO:...16 CENNI SUL SISTEMA GSM COMPONENTI PRINCIPALI DI UNA TRASMISSIONE CELLULARE ESIGENZA DI UN INCREMENTO DI BANDA SISTEMI A COMMUTAZIONE DI PACCHETTO INTRODUZIONE ALLO STANDARD GPRS Architettura del servizio GPRS Architettura dei protocolli Sottolivello MAC Struttura dei blocchi Struttura Multitrama Livello Fisico Procedura di accesso al canale Trasferimento dati Problematiche Servizi GPRS...37 CAPITOLO 2:...39 INTRODUZIONE ALLO STANDARD UMTS ACCESSO A DIVISIONE DI CODICE (CDMA) Vantaggi del CDMA ARCHITETTURA DI RETE UTRA...47 (UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS) TECNICHE DI MODULAZIONE CONTROLLO DI POTENZA...54

5 2.5 STRUTTURA DEI DATI QOS (QUALITY OF SERVICE)...57 CAPITOLO 3:...58 EQUALIZZAZIONE MODELLO DEL CANALE EQUALIZZATORI LINEARI TRASVERSALI EQUALIZZATORI A SEQUENZA DI TRAINING EQUALIZZATORI A SPAZIO FRAZIONATO Vantaggi degli equalizzatori FSE (fractionally spaced equalizers) Nuovo modello del canale per gli FSE EQUALIZZATORI LINEARI IL CRITERIO CM E IL CMA Proprietà del criterio CM Condizioni di Perfetta Equalizzazione alla Cieca (PBE) Paragone tra i ricevitori Constant Modulus e Wiener Esempi grafici di deformazioni della superficie di costo EIGENFILTERS (FILTRI A AUTOVALORI)...86 CAPITOLO 4:...89 METODI DI EQUALIZZAZIONE ANALIZZATI BASI DELL ALGORITMO CONSTANT-MODULUS ALGORITMO NORMALIZED-CMA (N-CMA) SIGNED-ERROR CMA SIGNED-REGRESSOR CMA (SR-CMA) SIGNED-ERROR SIGNED-REGRESSOR CMA (SS-CMA) BASI ALGORITMO SUPER-EQUALIZER Approfondimento sul nuovo metodo...97 CAPITOLO 5: CONFRONTO TRA GLI ALGORITMI E SPERIMENTAZIONE COMPLESSITÀ COMPUTAZIONALE Velocità di convergenza SPECIFICHE DI SIMULAZIONE...103

6 5.3 SIMULAZIONE NUMERICA, RISULTATI: Confronto dei BER Totali raggiunti dai vari equalizzatori al variare del SNR Confronto dei BER Totali raggiunti dai vari equalizzatori Velocità di convergenza per la sintesi dei coefficienti dell equalizzatore Altri esempi cambiando il modello del canale di trasmissione Complessità computazionale degli algoritmi CONCLUSIONI BIBLIOGRAFIA...121

7 Introduzione: Un salto nel futuro S e la rete Wap fu vista come la rivoluzione in campo delle reti wireless e la rete Gprs come l'evoluzione di tale sistema, l'umts sarà, finalmente, il vero punto di partenza per la completa interazione tra i sistemi informatici e la vita di tutti i giorni. Come per ogni nuova tecnologia sviluppata molte sono le aspettative di mercato. Ogni operatore di telefonia cerca di dare libero sfogo alla fantasia, ogni utente comincia a capire che ciò che prima era solo fantascienza inizia ad avere un risvolto anche nella realtà. La nuova tecnologia permetterà agli utenti di essere in rete ovunque, senza bisogno di dover stare davanti ad un pc collegato a un modem. Grazie a sofisticati mezzi di videoconferenza, potremo vedere il nostro interlocutore mentre gli parliamo. Effettuare foto, filmati, acquistare on-line mentre stiamo passeggiando per le strade del centro. Una volta partita, la rete Umts sarà ampliata da innumerevoli servizi. Alcuni li conosciamo già (acquisti on-line, videoconferenze...), ma senza dubbio ci si può aspettare l'introduzione di veri e propri servizi innovativi, delle vere e proprie piattaforme create esclusivamente per l'umts. Certamente ci vorrà del tempo, ma man mano che i telefonini di nuova generazione sostituiranno quelli vecchi (Gsm, Wap e Gprs) ci saranno notevoli cali dei prezzi sia per quanto riguarda gli apparecchi, sia per quanto riguarda i servizi. I servizi più interessanti saranno certamente quelli che permetteranno una veloce fruizione di tutti quei dati per i quali oggi si fanno innumerevoli telefonate o lunghe file in affollati uffici pubblici. Si pensa alla possibilità, tramite un serio ID digitale, di procurarsi tramite il proprio terminale certificati di vario tipo, di effettuare pagamenti o solo di chiedere informazioni, il tutto magari comodamente seduti in poltrona. Il settore che più stimola le fantasie dell'utente è certamente la possibilità di interconnessione con il World Wide Web. Avere Internet a portata di dito, in ogni luogo, a velocità impensabili, sarà certamente la base del mercato del futuro. 7

8 Poter effettuare acquisti on-line e vedersi celermente recapitata la merce in casa propria, ci permetterà di risparmiare molto tempo e di trovare tutto quello che desideriamo ad un prezzo notevolmente più basso. Anche la fruizione di giornali on-line cambierà le nostre abitudini quotidiane e ci permetterà di avere in pochi secondi tutte le notizie che più ci interessano sullo schermo del nostro terminale. Anche l istruzione avrà dei notevoli miglioramenti dall'introduzione della nuova tecnologia. Si potrà finalmente creare una vera e propria scuola virtuale, efficiente e fornita di tutto il materiale didattico necessario. La consultazione di biblioteche on-line sarà semplicissima, ed ogni testo esistente al mondo potrà essere richiesto, magari con annessa traduzione automatica. Vari tipi di laboratori potranno essere consultati on-line, come ad esempio quelli linguistici o scientifici, e potranno svolgersi esperimenti o si potranno visionare quelli passati, addirittura quelli fatti dai grandi della scienza antica e moderna, ricostruiti virtualmente. I servizi di sicurezza o di emergenza potranno lavorare meglio col supporto on-line di tutte le notizie riguardanti i bisogni dell'utente. Si pensa ad esempio alla possibilità che avrà il personale medico di effettuare diagnosi precise a distanza ed a visionare feriti di eventuali incidenti e poter così preparare le cure più adatte prima dell'arrivo sul posto. Le tasse potranno essere pagate in maniera semplice ed automatica, addirittura si potrà delegare al terminale stesso, tramite appositi programmi, il pagamento, previo controllo della veridicità dell'importo. Gli utenti più interessati al settore business saranno certamente soddisfatti dalle innumerevoli funzioni che potranno attivare semplicemente. Il mobile office (o telelavoro) sarà realtà, ed il creare gruppi di lavoro virtuale sarà più la norma che l'eccezione. Lo scambio di dati sarà pressoché simultaneo, e ci sarà la possibilità di mandare on-line tutte le eventuali informazioni che colleghi di lavoro, distanti migliaia di chilometri, hanno reperito nei loro spostamenti. Il settore business sarà, almeno inizialmente, il più interessato alla nuova tecnologia. I servizi finanziari saranno i primi ad affermarsi, proprio per la loro praticità nell'essere utilizzati con le nuove tecnologie. Decine di banche virtuali apriranno i loro sportelli a- gli utenti, offrendo servizi personalizzati per ogni singolo cliente. La Borsa sarà alla portata di tutti, e vi sarà la possibilità di monitorare l'andamento delle proprie azioni mi- 8

9 nuto per minuto. Le nuove SIM card (USIM) saranno anche carte di credito e Bancomat, e permetteranno di effettuare diverse transazioni finanziarie senza mai doverle togliere dai terminali. I nuovi servizi telematici riguarderanno anche i trasporti, dalla semplice possibilità di prenotare voli aerei o posti ferroviari, al complesso monitoraggio di intere flotte aziendali, al pagamento dei pedaggi autostradali, fino all'implementazione di programmi antifurto satellitari. Ma grande importanza avranno tutti quei servizi che riguardano l'intrattenimento. Si potranno scaricare e visionare video musicali o ascoltare brani MP3 semplicemente facendo richiesta alle case discografiche, oppure si potrà giocare all'ultimo videogame online, collegati ad altri terminali UMTS o ad Internet. Le informazioni turistiche saranno disponibili per qualsiasi luogo ci si trovi, e si avrà, nel nostro terminale, una sorta di "cicerone" virtuale, infatti conoscendo la posizione dell'utente la rete sa quale parte della sua guida turistica attivare. Eppure non è tutto rose e fiori come sembra. Le difficoltà sono molte, ed altre ne nasceranno con il progresso della ricerca e della sperimentazione dell'umts. Alcuni problemi possiamo già sottolinearli. Almeno inizialmente, di due tipi: economici e tecnologici. I problemi riguardanti il lato economico sono quelli che più interessano la clientela di tipo "consumer", che non sarà disposta a spendere cifre astronomiche per accedere a tutti quei servizi finora elencati. Soprattutto tutti i servizi on-line non potranno gravare in maniera esasperante sul portafogli dell'utente privato, altrimenti la massificazione della Rete sarà ben lungi dall'avvenire. Il secondo tipo di problema sarà quello legato alla tecnologia. Pur suddividendo il territorio in celle molto più piccole della norma, alcuni servizi, quelli più complessi, potranno funzionare solo per un numero molto limitato di utenti in ogni singola cella. Questo comporterà dei problemi di fruizione in tutte quelle zone di alto traffico, come le maggiori città. Sono quindi seri e complessi gli ostacoli che si pongono sulla strada dell'umts, ma le soluzioni ci sono, e certamente sarà fatto il possibile perché questa sia una tecnologia di massa e non per un ristretto numero di utenti commerciali, pur se questo vorrà dire maggiori costi iniziali di attivazione, sia per gli operatori che, di conseguenza, per gli utenti 9

10 Questo lavoro è impostato secondo questo schema: Capitolo 1: viene presentata una breve storia delle comunicazioni: dai primi e- sperimenti di Marconi allo sviluppo della telefonia mobile con l introduzione degli standard GSM e GPRS Capitolo 2: sono descritte le basi della tecnica di trasmissione CDMA, le basi di funzionamento della rete UMTS Capitolo 3: sono esposte molte tecniche sviluppate negli ultimi anni per accelerare l equalizzazione di canale Capitolo 4: vengono descritte le basi degli algoritmi CMA e viene presentato il nuovo algoritmo Super-Equalizer Capitolo 5: vengono tracciati i paragoni tra i nuovi algoritmi e i risultati delle simulazioni Conclusioni: si presenta un breve commento sul lavoro svolto e sui risultati ottenuti Bibliografia 10

11 Capitolo 1: INTRODUZIONE AL WIRELESS 1.1 Situazione attuale. La tendenza nel campo della radio frequenza è quella di muoversi dalla banda stretta alla larga banda attraverso una moltitudine di standard incalzati da una varietà di richieste di applicazioni. Molte tecnologie di accesso radio stanno aumentando grandemente l efficienza spettrale dei sistemi di terza generazione. Nell ambito del radio mobile, la tendenza è quella di evolvere dai tradizionali sistemi a commutazione di circuito a quelli a commutazione di pacchetto che integrano servizi di voce, dati (audio-video) e multimediali. 1.2 Evoluzione delle comunicazioni mobili wireless Nel campo delle telecomunicazioni l acquisizione delle conoscenze teoriche e della tecnologia risale al XIX secolo. La prima data significativa risale al 1896, quando il fisico italiano Guglielmo Marconi ( ) realizzò la prima trasmissione radio, anche se la distanza tra trasmettitore e ricevitore era solo di qualche metro. Da quel momento il mondo incominciò a fare la conoscenza delle onde radioelettriche, che permettevano di far comunicare tra loro due punti fissi o mobili indipendentemente dalla loro distanza. Il primo servizio di radiotelefonia rivolto al pubblico fu istituito dalla Bell Telephone negli Stati Uniti solo all inizio degli anni cinquanta. Tale servizio assegnava ad ogni u- tente una frequenza fissa e quest ultima rimaneva inaccessibile agli altri utenti indipendentemente dal suo uso. La limitatezza delle frequenze radio disponibili per le applicazioni di radiotelefonia costituiva un freno per la diffusione di questo mezzo di comunicazione. Per sopperire a questo inconveniente qualche anno più tardi venne introdotto il principio in base al quale 11

12 Capitolo 1: Introduzione al wireless l impianto assegnava dinamicamente a ogni nuova comunicazione un proprio canale radio che rimaneva attivo per tutta la durata della comunicazione stessa. Il vantaggio nello sfruttare questa tecnica si nota subito, in quanto l allocazione delle frequenze verso gli utenti non è più di tipo statico ma dinamico, e questo porta naturalmente ad un aumento della capacità del sistema. La prima vera rete cellulare fu sperimentata solo nel 1978 nella città di Chicago dai tecnici e ricercatori della Bell Telephone. Il principio che sta alla base di un impianto cellulare si fonda sulla suddivisione dello spazio geografico coperto dal sistema in piccole aree, chiamate appunto celle. Ogni cella è irradiata da una antenna a bassa potenza che utilizza una parte dello spettro di frequenze disponibili. Come si vedrà bene in seguito per problemi di interferenza, celle che riutilizzano lo stesso tipo di frequenze risultano distanti. Si richiede anche che l impianto sia in grado di gestire i cambiamenti di cella quando un utente abbandona una cella passando a quella adiacente (problema dell handover). La prima generazione di telefoni mobili wireless era basata su sistemi analogici e limitata agli sviluppi tecnologici del tempo, risiedeva in valigette mobili o installate permanentemente sui veicoli. Alla fine degli anni 80 i progressi della tecnologia dei semiconduttori portò un reale a- vanzamento nell industria di telefonia mobile. Statistiche effettuate negli ultimi anni mettono in risalto come l enorme crescita degli utenti cellulari sia inversamente proporzionale alla grandezza degli apparati, ossia una maggiore integrazione. Il secondo passo in avanti nell industria cellulare venne dall introduzione dello standard digitale di seconda generazione (2G), che includeva il GSM (Global System Mobile) utilizzante la banda di frequenze compresa tra 800 e 900 MHz. Muovendo verso il 21 secolo scopriamo che i sistemi di terza generazione (3G) saranno al più presto diffusi. Se da un lato tali sistemi aumenteranno significativamente l efficienza spettrale, dall altro lato è da notare la loro capacità di effettuare servizi dati e multimediali. Queste innovazioni porteranno non solo a comunicare tra persona e persona, ma anche tra persona e macchina, e tra macchina e macchina. 12

13 Capitolo 1: Introduzione al wireless 1.3 Perché il wireless? Come si è appena visto nel campo della telefonia mobile gli sviluppi tecnologici del wireless sono stati spinti dalla necessità di allargare sia il parco utenti e sia le applicazioni dati. Per esempio la prima rete radiomobile analogica aveva solo lo scopo di effettuare chiamate vocali senza ulteriori servizi dati. Uno sguardo all immediato futuro ci permette di focalizzare l attenzione in quei settori dove il wireless, non solo visto come evoluzione del sistema cellulare, può risultare di facile implementazione e di estrema utilità. Internet Wireless. I futuri sistemi radiomobili 3G avranno la capacità di integrare sia il classico servizio di telefonia vocale e di scrittura di brevi messaggi di testo (SMS Short Message Service) e sia di applicazioni che attualmente sono associate a internet via cavo. A differenza dell attuale servizio WAP (Wireless Application Protocol) connesso ai GSM, che permette l accesso a un particolare mondo di informazioni puramente di testo, in futuro sarà possibile, grazie alla banda larga, connettersi alla rete internet dal proprio terminale mobile e avere accesso al mondo Web nella sua totale multimedialità. Fixed Wireless. La connessione dell ultimo miglio, cioè il tratto telefonico via cavo che va dalla centrale di quartiere alle nostre abitazioni, ha sempre rappresentato uno dei maggiori problemi nel cablaggio di una rete, sia in termini di larghezza di banda che di costo di implementazione. La soluzione più ovvia, e quella che si sta adottando nell immediato futuro, consiste nella trasformazione di questo tratto da doppino telefonico alla fibra ottica. Se da un lato si aumenta la velocità trasmissione, dall altro risultano elevati i costi di cablaggio. La soluzione offerta dal fixed wireless consiste nel coprire via radio l ultimo miglio. Poiché tale tecnologia usa frequenze radio, i dati vengono trasmessi e ricevuti via etere, minimizzando il bisogno di collegamenti cablati, combinando così la connettività con la mobilità dell utente. I raggi di copertura tipici variano dai 30 ai 300 metri, e l ambiente strutturale ove può essere implementata una soluzione del genere è un grosso edificio o un campus. I flussi dati tipici sono dell ordine dei 1,6 Mbps, ma espandibili fino a 4Mbps. 13

14 Capitolo 1: Introduzione al wireless Wireless a short range per applicazioni SOHO (Small Office Home Office). Accanto ai tradizionali dispositivi elettronici analogici domestici (TV, videoregistratore, stereo, telefono), si sono affiancati nuovi dispositivi elettronici digitali (PC, DVD, videocamere, PDA, telefoni cellulari). In questo contesto, si avverte sempre più l esigenza di interconnettere tali dispositivi tra loro, attraverso un sistema di comunicazione unico, omogeneo e trasparente alle applicazioni. Uno scenario architetturale verosimile prevede le unità coordinate da un sistema di controllo centralizzato (connection center), al quale faranno riferimento tutti i nodi della rete insieme al nodo di accesso verso l esterno (home network gateway), grazie al quale si potrà usufruire dei servizi presenti su internet. Tra le tecnologie wireless che non richiedono alcuna infrastruttura di cablaggio sono possibili le ad-hoc wireless network sia a radio frequenza, quali Bluetooth e HomeRF e sia a infrarossi quali IrDA (Infrared Digital Access). Per avere buone prospettive di successo, una tale tecnologia deve soddisfare alcuni requisiti di riferimento: 1. Essere complessivamente a basso costo: risultano favorite le tecnologie che non richiedono nuove opere di cablaggio, quali le wireless ad-hoc network. 2. Essere compatibili con gli standard Internet ed Ethernet. 3. Avere accesso vocale e dati. 4. Sostenere alte velocità trasmissive con implementazioni di meccanismi di qualità del servizio (QoS Quality of Service) per assicurare precise garanzie di ritardo e perdite di pacchetti nelle applicazioni real-time. 1.4 Differenza tra telefonia fissa e telefonia cellulare. Quando componiamo il numero telefonico di un apparecchio fisso di un utente qualsiasi, a quel numero corrisponde sia l identità dell utente stesso che la sua ubicazione. Infatti dal numero per esteso (prefissi e numero) è possibile risalire allo stato, alla regione, alla provincia, e anche al quartiere della persona chiamata. Ad ogni numero telefonico di apparecchio fisso, quindi corrisponde un punto preciso nel territorio. La stessa cosa non è possibile dire per la telefonia cellulare. 14

15 Capitolo 1: Introduzione al wireless Il concetto di telefonia cellulare trova le sue origini nel concetto di telefonia mobile nato già all inizio del secolo da una sempre maggiore necessità di comunicazione in movimento. Come data rappresentativa si accetta la nascita delle comunicazioni mobili con l invenzione della modulazione di frequenza FM avvenuta nel 1935 da E.H. Armstrong. Tale invenzione si basa sul fatto di avere un segnale di uscita dal modulatore costante in ampiezza e in cui l informazione della modulante è imposta sulla portante attraverso variazioni della frequenza della portante stessa, come mostrato in figura. Figura 1.1 Modulazione di frequenza Si nota come, in tale figura, la modulante m(t) sia digitale, mentre la portante v(t) sia a- nalogica. Questo caso rispecchia lo standard delle telecomunicazioni GSM, infatti, come si vedrà più avanti, la tecnica utilizza una modulante digitale, che rappresenta la voce codificata in sequenza binaria, mentre la portante è sempre analogica. La differenza sostanziale tra telecomunicazione senza fili e cellulare sta nel fatto che la prima effettua trasmissioni di tipo broadcast (come radio e TV), in cui, cioè, la copertura del territorio è effettuata da trasmettitori ad elevata potenza, ad ogni terminale di ciascun utente corrisponde una frequenza fissata indipendentemente dalla posizione occupata dall utente stesso nel territorio; la seconda invece suddivide la copertura del territorio in 15

16 Capitolo 1: Introduzione al wireless celle (da cui il nome cellulare) e ogni cella è servita da una stazione radio di base che trasmette su un certo numero di canali radio, differenti da quelli utilizzati nelle celle a- diacenti al fine di evitare interferenze. Come verrà spiegato ampiamente in seguito il vantaggio di una trasmissione cellulare è duplice: Ogni cella opera a potenza ridotta; cioè, date le dimensioni modeste di estensione di ogni cella, la potenza di trasmissione del trasmettitore ad essa associata risulta bassa. Si riutilizzano le frequenze in celle non adiacenti; questo, infatti, è reso possibile dal fatto che ogni cella diventa un sistema base a se stante e gruppi di poche celle adiacenti coprono una parte del territorio con tutte le frequenze rese disponibili. Diventa ora fondamentale il problema del passaggio di un utente radiomobile da una cella a quella adiacente. Ciò comporta il passaggio da una frequenza ad un altra del canale di comunicazione, infatti, come sopra accennato, a celle adiacenti corrispondono differenti frequenze portanti. Tutto questo deve avvenire senza interruzioni di conversazione, cioè l utente non si deve accorgere di niente (problema del handover). Un altro problema a cui va incontro una trasmissione di tipo cellulare è l interferenza di cocanale. Tale interferenza avviene quando le celle in cui vengono riutilizzate le frequenze di trasmissione non sono sufficientemente lontane e possono interferire tra loro. 1.5 Divisione e copertura del territorio: Cenni sul sistema GSM La rete cellulare adotta un sistema di copertura del territorio in maniera insiemistica, cioè, viene adottata una struttura gerarchica, dove ogni insieme contiene ed è contenuto in un altro. Ogni insieme, quindi, ha delle ben note caratteristiche sia tecniche che commerciali dipendenti dalla posizione che occupa all interno della gerarchia di copertura del territorio. La possibilità di poter comunicare liberamente all interno del territorio col proprio telefono cellulare (Roaming) necessita di registrare in un database la posizione istantanea di ogni utente ed aggiornarla man mano che questi si spostano. Questa funzione è svolta dal VLR (Visitor Location Register) che insieme con il MSC (Mobile Switching 16

17 Capitolo 1: Introduzione al wireless Center), cioè il nodo di connessione tra telefonia mobile e fissa, sono una delle unità base di copertura del territorio. L insieme più vasto e quello che li contiene tutti è il GSM service area che raggruppa tutti gli operatori delle nazioni che partecipano al sistema GSM. Dopo, come mostrato nella figura, Figura 1.2 Copertura del territorio viene lo spazio di comunicazione di un singolo operatore (es: TIM, OMNITEL, WIND, BLU) definito come PLMN (Public Land Mobile Network) service area. Ognuno di essi si suddivide poi in più MSC/VLR (Mobile Switching Center/Visitor Location Register) service area, al cui interno troviamo più LAs (Location Areas), costituita ognuna da un certo numero di celle. Ogni cella è coperta da un solo BTS (Base Transceiver Station) cioè il ricetrasmettitore che si occupa della trasmissione e ricezione delle comunicazioni all interno di una cella. La posizione del BTS all interno di una singola cella può essere di tre tipi: centrale, in linea di confine con un altra cella o ad angolo di confine con altre tre celle, come mostrato in figura. 17

18 Capitolo 1: Introduzione al wireless Figura 1.3 Distribuzione celle Come già accennato celle adiacenti trasmettono su diverse frequenze portanti, per ovviare al problema dell interferenza, e il gruppo di celle su cui vengono utilizzate tutte le frequenze disponibili per la comunicazione è detto cluster. Il cluster è formato solitamente da 4, 7, o 12 celle. Nelle aree urbane le celle sono piccole e di raggio circa 1Km (cluster da 21 celle), nelle aree rurali le celle sono grandi e di raggio circa 30Km, cluster più piccoli. Dove si ha una grande densità di utenti, si adotta la tecnica del cell-splitting. Tale tecnica consiste nel suddividere una cella in più sottocelle, dove ciascuna delle nuove celle viene abilitata a supportare lo stesso numero di utenti della cella originale, in modo tale da aumentare la capacità della rete. Coprendo il territorio con un numero di celle sempre maggiore e di dimensione più piccole, si assicura una migliore qualità del sistema, però a rischio di aumentare la possibilità di interferenze di co-canale. La figura mostra un esempio di cell splitting dimezzando la dimensione del raggio. 18

19 Capitolo 1: Introduzione al wireless Figura 1.4 Aumento/Riduzione dimensioni celle Da cui facilmente si possono ricavare le seguenti equazioni: R = R/2 A = A/4; dove A= π R 2 e A = π R 2 nuovo traffico/unità di area = 4 x vecchio traffico/unità di area. 1.6 Componenti principali di una trasmissione cellulare. Una rete di comunicazione cellulare è formata da parecchi elementi i cui termini sono spesso parole di origine anglosassone o addirittura sigle. Per questo è necessario avere una certa dimestichezza con tali termini che si acquisisce avendo bene in mente il loro significato. Di seguito viene riportato un breve elenco con spiegazione dei principali componenti di tale rete. Prima divisione di entità funzionali: La stazione mobile, o Mobile Station (MS), viene identificata con il terminale mobile dell abbonato. La stazione base o Base Station Subsystem (BSS) si occupa del controllo radio della trasmissione. Il sottosistema di rete o Network Subsystem (NS) che è il nodo tra telefonia mobile e fissa in una trasmissione radio. La Base Station Subsystem (BSS) si occupa della parte radio del sistema e a sua volta si divide in: 19

20 Capitolo 1: Introduzione al wireless Base Station Controller (BSC). Base Transceiver Station (BTS). Solitamente una Base Station Controller (BSC) governa il funzionamento di più Base Transceiver Station (BTS), inoltre gestisce il settaggio dei canali di comunicazione e si occupa del corretto funzionamento del handover e del frequency hopping, che riguarda la comunicazione di un canale su più frequenze portanti a scansione temporale. Fornisce anche la connessione tra l unita mobile e il centro di commutazione. Mentre col termine Base Transceiver Station (BTS) si intende l insieme di ricetrasmettitori e degli apparati di sostegno che servono per fornire copertura radio alla cella. A seconda del tipo di forma posseduta e dalla posizione occupata nella cella una BTS si può dividere in: Antenna omnidirezionale a basso guadagno, quando, la BTS è costituita da due antenne (una per la trasmissione e una per la ricezione), ed è collocata al centro della cella, così da poterla illuminare uniformemente in tutte le direzioni. Antenna Diversity. E una tecnica che prevede l installazione di due antenne riceventi spaziate di un multiplo dispari di un quarto della lunghezza d onda radio trasmessa l = (2n+1)λ/ 4 per migliorare così la qualità del segnale e minimizzare i problemi riguardanti il fading (evanescenza), connessi alla propagazione di onde in un mezzo non omogeneo. E per tale motivo che due antenne, distanziate meno di 1 metro, mostreranno comportamenti anche molto diversi, tipicamente può accadere che, mentre una sta ricevendo un segnale debole, l altra stia ricevendo un segnale molto forte. Il segnale radio nella sua propagazione è soggetto a disturbi del tipo: riflessione, rifrazione e diffrazione. Il fading può essere di due tipi. 1. Fading lento, quando grandi ostacoli, quali colline-montagne, creano zone d ombra. 2. Fading veloce, quando per svariate riflessioni, giungono all antenna ricevente due segnali, nella peggiore delle ipotesi in opposizione di fase. Per ridurre l effetto di fading, oltre alla tecnica dell antenna diversity, si utilizza anche la strategia del Frequency Hopping (FH). Essendo il fading dipendente soprattutto dalla frequenza della portante, con la tecnica del frequency hopping, si cerca di annullare questo effetto. Infatti, pur mantenendo lo stesso numero di time slot, si salta di portante in portante da un frame all altro. 20

21 Capitolo 1: Introduzione al wireless Figura 1.5 Esempio salto frequenze Splitting, cioè più BTS per coprire una singola cella. Questa tecnica viene utilizzata quando la cella presenta un alta densità di traffico locale. I vantaggi sono sicuramente un aumento della capacità di cella e una riduzione di potenza irradiata; mentre gli svantaggi sono un aumento degli handover e di interferenze di cocanale, oltre che un aumento dei costi di implementazione. Sectoring, quando si adotta il sistema di più antenne per una sola cella, si deve fare in modo che il segnale propagato da una di loro non interferisca con le altre, e perciò si a- dottano antenne direttive, in cui è possibile direzionare l angolazione del fascio di propagazione radio. Solitamente antenne di questo tipo vengono utilizzate anche nella disposizione back-to-back (antenne con verso di illuminazione opposto per coprire due celle adiacenti) con propagazione ad angolo 180, o per coprire sito tricellulare (clover) con propagazione 120. Tilting, possibilità di direzionare verticalmente la propagazione d onda, utilizzata quando ho due antenne che si guardano, cioè il fascio di una punta verso l altra e viceversa. Solitamente si direziona il fascio verso il basso per ovvie ragioni di interferenza. Pico-BTS, introduzione di BTS destinate a celle di corto raggio (centinaia di metri). Hanno dimensioni di poco superiori a scatole di derivazione elettriche e trovano buon 21

22 Capitolo 1: Introduzione al wireless impiego per coprire zone di territorio ad elevato traffico cellulare, ad esempio nelle piazze di grandi città o negli stadi. L ultima entità è il Network Subsystem (NS), che comprende più sotto unità, quali: Mobile Switching Center, che rappresenta l unità più importante di questo sistema. Esso è il centro di commutazione della rete e il suo compito è di gestire l istradamento delle chiamate. Esso è in costante colloquio con altre unità da cui ottiene informazioni sui vari servizi consentiti agli utenti. Home Location Register (HLR), è il registro su cui un gestore di rete cellulare memorizza i dati relativi ai suoi utenti. Potremmo identificare tale unità come amministrativa, in quanto svolge un attività di autenticazione dei vari contratti e dei servizi supplementari sottoscritti dagli utenti. Visitor Location Register (VLR), è un ulteriore registro che si occupa di memorizzare in modo temporaneo il nominativo dell utente che occupa l area coperta da uno dei sistemi MSC/VLR. E da notare che attraverso tale registro il gestore di rete può sempre risalire con una certa precisione alla posizione occupata da un utente GSM qualsiasi. Authentication Center (AuC), è l unità funzionale del sistema che si occupa di verificare le informazioni personali dell utente contenute nella SIM e quindi consentire o negare l accesso di tale utente alla rete. Si occupa, inoltre, di generare i codici per criptare tutta la comunicazione scambiata sul canale radio. Equipment Identity Register (EIR), è il corrispettivo dell AuC solo per l apparato mobile (ME Mobile Equipment). Al suo interno, esso ha tre gruppi di liste nelle quali è riportato i numeri identificativi di apparecchi: autorizzati alla connessione di rete, non autorizzati alla connessione di rete (ad esempio rubati), apparecchi non omologati e quindi a discrezione del gestore per l autorizzazione alla connessione. 1.7 Esigenza di un incremento di banda Durante la fase di trasmissione ad ogni utente, al momento richiesto, viene concesso un canale di comunicazione, attraverso la tecnica del FDMA (Frequency Division Multiple Access) e del TDMA (Time Division Multiple Access), la cui connessione continua fino 22

23 Capitolo 1: Introduzione al wireless a quando non ne viene esplicitamente richiesto il rilascio, indipendentemente dalla quantità di dati scambiati. Figura 1.6 Divisione in Time-slot delle varie comunicazioni di tutti gli utenti della rete La figura 1.1 mostra come a tre utenti siano stati assegnati tre canali di comunicazione attraverso la tecnica FDMA/TDMA. Ognuno di essi è rappresentato da una sequenza di time-slot che vengono occupati, quando avviene un invio di dati, cioè durante la conversazione, mentre rimangono vuoti nei normali momenti di silenzio. In seguito, attraverso un TDMA di secondo livello sui vari pacchetti di dati, un entità nella rete GSM provvederà a riunire i singoli canali in un unico flusso di dati ad ampiezza di banda maggiore, togliendo così la presenza di time-slot vuoti. Si intuisce subito, così, la vera origine dell espressione commutazione a circuito, in quanto il numero di canali che la rete assegna dipende dal numero di apparecchi trasmittenti e la dimensione di ognuno di essi rimane statica indipendentemente dalla quantità di dati scambiati. La continua domanda di poter utilizzare l apparecchio GSM per servizi sempre più complessi ha spinto le società di telecomunicazione a pensare alla possibilità di avere una trasmissione dati (bit-rate) ben più veloce di quella attuale (9,6 Kbps). 23

24 Capitolo 1: Introduzione al wireless Quindi per poter avere la possibilità di rendere il proprio telefono cellulare un vero sistema multimediale si vede la crescente necessità di incrementare la larghezza di banda sopra citata. Nell immediato futuro si prevede l introduzione del nuovo servizio HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), che, come dice lo stesso nome, adotta sempre la tecnica della commutazione a circuito ma permette diversi vantaggi, quali: Un bit-rate fino a 56Kbps. Assegnare un massimo di 4 time-slot per canale. Bandwidth on demand (larghezza di banda a richiesta). Configurazione Uplink Downlink asimmetrica (cioè permette una trasmissione dati più veloce in ricezione che in trasmissione, utile per il servizio WAP). Per quanto riguarda l aspetto economico c è da sottolineare il fatto che la tariffazione applicata allo standard GSM attuale è di tipo a tempo, cioè si paga in base alla durata della connessione, indipendentemente dalla quantità di dati scambiati. Questo metodo di tariffazione sarà completamente rivoluzionato dallo standard GPRS in cui il parametro di pagamento diventerà la quantità di dati scambiati. 1.8 Sistemi a commutazione di pacchetto I sistemi a commutazione di pacchetto prevedono l utilizzo di un sistema che cambia il numero di canali di trasmissione assegnati secondo le necessità dell utente. La rete prevede l assegnazione di un numero di time-slot variabile in funzione della dimensione dei dati inviati, in base proprio alle singole necessità. Facendo riferimento alla figura della pagina precedente, dove per tre utenti si utilizzavano tre canali differenti, visti come sequenza di time-slot, ora si cerca di multiplexare in un unico canale il traffico dati proveniente dai singoli apparecchi. Per chiarire, i dati di ogni utente vengono separati in pacchetti correlati tra di loro prima di essere trasmessi e ricostruiti una volta giunti a destinazione. E ovvio che la rete stessa diventa dinamica e offre dei canali aggiuntivi per quegli utenti che richiedono una trasmissione dati maggiore. 24

25 Capitolo 1: Introduzione al wireless Si nota bene come a tutti e tre gli utenti venga fornito uno stesso canale di comunicazione, e come il terzo utente usufruisca di un ulteriore canale fornitogli dalla rete per un maggiore traffico telefonico. Figura 1.7 Miglioramento della divisione in time-slot Come prima, anche qui, abbiamo un entità di rete che riunisce poi i diversi canali in uno a larghezza di banda maggiore. In totale, con questo sistema di commutazione a pacchetto, i canali utilizzati risultano due, mentre con il vecchio sistema di commutazione di circuito risulterebbero tre, uno per persona. Il concetto innovativo che sta alla base di questa nuova tecnica è di avere una rete che non sia più statica ma bensì dinamica. Essa è in grado di sentire le diverse esigenze dei singoli utenti, e quindi soddisfarle (concetto di capacity on demand). 1.9 Introduzione allo standard GPRS Nell acronimo GPRS, trova luogo proprio il concetto sopracitato di commutazione a pacchetto, infatti questa sigla significa General Packet Radio Service. 25

26 Capitolo 1: Introduzione al wireless Il GPRS introduce una nuova codifica di canale che consente di raggiungere i 20 kbps circa di velocità su un singolo time-slot, e, in teoria, accorpando tutti gli 8 time-slot di un frame, può offrire una velocità massima teorica di 171,2 kbps. Tale velocità risulterebbe 3 volte maggiore di quella attuale raggiungibile con la telefonia fissa e 10 volte maggiore di quella cellulare. Uno dei maggiori vantaggi sarà sicuramente quello di essere sempre connessi alla rete Internet dal momento stesso che si accende l apparecchio, da qui il termine di utenti sempre on-line. Con la rete GPRS si potranno visualizzare le web-pages complete, come su un personal computer, e si arriverà perfino ad associare ad ogni apparecchio mobile un indirizzo IP (Internet Protocol) Architettura del servizio GPRS Il servizio GPRS (GSM phase 2+) deve essere integrato nei sistemi GSM cercando di minimizzare l impatto sugli impianti già esistenti. In particolare le modifiche hardware devono essere ridotte al minimo e le comunicazioni tra gli elementi di rete (ad esempio tra BTS e BSC) devono utilizzare le linee già installate per il GSM. Rispetto all architettura GSM si possono notare, in figura, due nuovi elementi di rete: il GSN (GPRS Support Node) ed il GR (GPRS Register). Figura 1.8 Integrazione del servizio GPRS sullo standard GSM 26

27 Capitolo 1: Introduzione al wireless I GSN svolgono le funzioni di Serving GPRS Support Node (SGSN) e di Gateway GPRS Support Node (GGSN), queste due funzionalità possono essere svolte dallo stesso nodo oppure da due nodi differenti. Il GGSN fornisce l interfaccia con le reti dati e- sterne (ISDN, reti pubbliche a pacchetto, altre reti GSM/GPRS, ) svolgendo funzioni di conversione per i dati, gli indirizzi ed i protocolli di segnalazione. Il SGSN svolge le funzioni di controllo della posizione dei mobili e di instradamento dei pacchetti relativi a tutti i mobili che si trovano nella zona di sua competenza. Le informazioni sugli utenti GPRS sono contenute nel registro GR, al quale si accede tramite i GSN. Questo registro potrebbe essere integrato nei database GSM già esistenti (HLR) Architettura dei protocolli Il modello a strati dei protocolli utilizzati per l implementazione del servizio GPRS secondo lo standard ETSI è mostrato in figura. Figura 1.9 Stratificazione del servizio GPRS Il livello di rete, basato sui protocolli IP, CLNP o X.25, utilizza il protocollo di convergenza SNDCP (Sub Network Dependent Convergence Protocol), operante tra il mobile e il nodo SGSN. Tale protocollo esegue una funzione di adattamento per far sì che i pacchetti prodotti dai diversi protocolli di rete siano indipendenti dalle soluzioni adotta- 27

28 Capitolo 1: Introduzione al wireless te nei livelli inferiori. Questo sottolivello esegue anche operazioni di compressione (opzionale), segmentazione, e cifrature. All interfaccia radio il livello di Data Link è suddiviso in più sottolivelli: LLC (Logical Link Control), RLC (Radio Link Control) e MAC (Medium Access Control). Il sottolivello LLC opera tra il mobile e il SGSN ed ha il compito di realizzare una connessione logica tra i due elementi di rete. Ad ogni segmento informativo proveniente dal livello SNDCP viene aggiunta una intestazione e un FCS (Frame Check Sequence), ottenendo una trama LLC. All interfaccia radio le trame devono essere trasferite in modo affidabile con una probabilità di perdita minore di 10-9 per rispettare i requisiti del servizio GPRS. Nel sottosistema BSS è presente una funzione di LLC Relay che si limita all inoltro delle trame LLC. Il sottolivello RLC opera tra il mobile ed il sottosistema BSS ed è responsabile delle suddivisione delle trame in blocchi di dimensioni adatte per essere trattati dal sottolivello MAC. Inoltre esegue una correzione degli errori mediante ritrasmissione selettiva dei blocchi errati (ARQ, Automatic Repeat request). Questa procedura di correzione è più efficiente di quella operata a livello LLC poiché opera sui singoli blocchi, che sono le unità più corte appropriate per il trasferimento al livello fisico. La gestione delle procedure di accesso ai canali radio ed il trasferimento dei blocchi al livello fisico è svolta dal sottolivello MAC, operante anch esso tra il mobile ed il sottosistema BSS (Base Station Subsystem). Ogni blocco viene trasmesso tramite 4 burst normali GSM, in trame TDMA consecutive. Il collegamento tra il sottosistema BSS ed il nodo SGSN avviene sull interfaccia Gb tramite i protocolli BSSGP (Base Station Subsystem GPRS Protocol) e Frame Relay. Il primo trasporta informazioni relative all instradamento e alla qualità del servizio, senza operare correzioni d errore, mentre il secondo, che prende il nome dal tipo di rete utilizzato per il collegamento, stabilisce una connessione semi-permanente tra il sottosistema BSS ed il nodo SGSN sulla quale vengono multiplate le trame di utenti differenti. Il collegamento tra SGSN e GGSN avviene sull interfaccia Gn tramite la rete back-bone GPRS punto-punto tra i GSN, permettendo il trasporto delle trame, opportunamente incapsulate, provenienti dal livello di rete superiore. 28

29 Capitolo 1: Introduzione al wireless Sottolivello MAC Il sottolivello MAC (Medium Access Control) opera tra il mobile e il BSS e si occupa dei seguenti compiti: 1. Procedura di accesso al canale (tipo slotted-aloha). 2. Gestione di trasmissione dati. 3. Meccanismo di ritrasmissione dei pacchetti errati ARQ (Automatic Repeat Request). I canali sono usati in modo indipendente, per cui sul canale di downlink possono esserci dati destinati ad un mobile che è in generale differente da quello che trasmette in uplink. La proposta ETSI per il servizio GPRS cerca di essere il più possibile flessibile. In un primo momento si cercherà di implementare il MAC nei BSC in modo da ridurre i tempi di attivazione del servizio, e solo in seguito si progetteranno dei nuovi BTS in grado di sostenere il GPRS Struttura dei blocchi Ogni trama LLC viene divisa in 20 byte (160 bit) ai quali viene aggiunto un header di 24 bit. Questi 184 bit costituiscono un blocco. Ogni blocco viene codificato e i 456 bit così ottenuti vengono distribuiti su 4 burst consecutivi che verranno trasmessi in 4 timeslot di trame TDMA consecutive. La figura sotto mostra bene questi passaggi. Figura 1.10 Divisione in trame 29

30 Capitolo 1: Introduzione al wireless L header di ogni blocco contiene: Un indicatore di Temporary Frame Identity (TFI). Il TFI indica in modo univoco a quale trama LLC appartiene un blocco. Bisogna evitare che all interno della cella nello stesso momento non vi siano due TFI uguali. In questo modo ogni blocco viene associato ad un solo terminale e ogni trama può essere messa in sequenza correttamente. Un numero di sequenza decrescente. Il primo blocco di una trama LLC ha un numero pari al numero di blocchi che verranno trasmessi per tale trama. Ad ogni blocco tale numero viene decrementato. L ultimo blocco ha un numero di sequenza uno Struttura Multitrama È stato proposto dall ETSI di basare i PDCH (Packet Data Channel) su di una multitrama fatta da 51 trame TDMA, come da figura. Figura 1.11 Sviluppo delle trame nel tempo Le prime tre trame non sono usate nel downlink ma nell accesso casuale nell uplink. Le rimanenti 48 trame sono raggruppate in 12 blocchi da 4 trame ognuna, per cui su di un 30

31 Capitolo 1: Introduzione al wireless singolo time slot è possibile trasmettere 12 blocchi MAC nel periodo di una multitrama. Poiché la durata di una trama è di 4,615 ms., un blocco dura circa 18,46 ms. e una multitrama 235,38 ms. Un mobile può chiedere l assegnazione di più di un canale, ottenendo ritardi minori e throughput maggiori. Canali aggiuntivi vengono assegnati dal sistema ad un terminale solo se su ciascuno canale vengono trasferiti almeno 4 blocchi dati. Tutto ciò per evitare l assegnazione di canali multipli per un tempo breve, il che porterebbe a uno spreco di risorse Livello Fisico Il livello fisico si può suddividere in due sottolivelli: uno di connessione e uno di RF (Radio Frequency). Il sottolivello fisico di connessione si occupa della codifica di canale FEC (Forward Error Correction), della formattazione dei burst e dell interleaving. Sono possibili tre diversi tipi di codifica, come mostrato in figura. Figura 1.12 Tipi di codifica 31

32 Capitolo 1: Introduzione al wireless In particolare la codifica 3/4 consente di aumentare in modo considerevole il numero di bit codificati in ogni blocco e di conseguenza al throughput e risulta conveniente su canali poco disturbati. Nei canali di cattiva qualità (C/I basso) risulta invece migliore la codifica di tipo 1/2, poichè quella 3/4 viene penalizzata dall elevato numero di ritrasmissioni causate dalla minor protezione offerta dal codice. Il sottolivello fisico si occupa della modulazione demodulazione dei bit Procedura di accesso al canale La procedura di accesso al canale avviene tramite un processo di contesa di tipo slotted- ALOHA sugli slot dei blocchi. Il sistema di accesso di tipo slotted-aloha, a differenza dell ALOHA classico che si basa sul criterio di trasmissione libera in qualunque i- stante, con ritrasmissione in caso di collisione, stabilisce che l inizio di trasmissione può avvenire solamente a tempo determinato, riducendo così al minimo le sovrapposizioni di dati. Allo stato attuale delle cose esistono due tipi di accessi: Accesso a una fase. Come mostrato in figura, Figura 1.13 Segnali accesso MS - BSS la MS invia un PRA (Packet Random Access) e il sistema BSS risponde con un Access Grant (AG) che contiene l allocazione dei canali per il trasferimento dati. 32

33 Capitolo 1: Introduzione al wireless Figura 1.14 Sequenza temporale degli accessi La figura mostra la procedura di accesso a una fase con la sequenza temporale degli e- venti. Ricordiamo che i PDCH si dividono in MPDCH (Master PDCH) canale di controllo e in SPDCH (Slave PDCH) canale di traffico dati. Accesso a due fasi. Il mobile invia il Packet Random Access, il BSS risponde con un messaggio di Immediate Allocation che assegna un singolo blocco al mobile per la ritrasmissione. In tale blocco la MS invia un messaggio di Trasmission Request contenente informazioni ulteriori, quali il numero di canali richiesti, ed il BSS risponde con Access Grant, come mostrato nelle prossime figure. 33

34 Capitolo 1: Introduzione al wireless Figura 1.15 Accesso a due fasi Figura 1.16 Temporizzazioni La codifica a due fasi, sebbene comporti una perdita di tempo, permette uno scambio di informazioni maggiori tra MS e BSS prima del trasferimento di dati, rendendo così più sicura la successiva trasmissione. 34

35 Capitolo 1: Introduzione al wireless Trasferimento dati Nella fase di uplink il mobile controlla gli USF sui PDCH a lui assegnati e trasmette i blocchi su quelli che hanno il flag appropriato. Cambiando dinamicamente lo stato degli USF il sottosistema può controllare la capacità dei canali durante la trasmissione. La trasmissione termina quando è stata trasferita l intera trama divisa in blocchi. Come mostrato in figura, Figura 1.17 Temporizzazioni fase di uplink quando il BSS ha ricevuto l ultimo blocco, manda un messaggio di MAC-Ack al mobile. Se invece alcuni blocchi non sono stati ricevuti in maniera corretta viene inviato un messaggio di MAC-Nack con l indicazione di trasmissione di tali blocchi. Il massimo numero di ritrasmissioni consentito è pari a 10 dopo di che viene segnalato un errore al sottolivello LLC e la trama viene scartata. Nella fase di downlink il BSS trasmette i blocchi sui canali assegnati a un terminale preciso nella fase di paging. È ovvio che su un canale possono transitare pacchetti per 35