Canali punto-punto. Canali e Multiplazione. Cenno sul sincronismo. Metodi per garantire il sincronismo. Sincronismo mediante preambolo

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1 (da materale preparato da Antono apone- Poltecnco d Mlano) orso d Ret anal e Multplazone anal punto-punto collegament permanent tra un trasmetttore ed un rcevtore l rcevtore può essere ottmzzato sulla base dell unco segnale da rcevere trasmssone contnua o n trame (può cambare l sncronsmo) trasmetttore rcevtore enno sul sncronsmo se gl orolog non sono allneat: rtmo d trasm. Metod per garantre l sncronsmo sncronsmo contnuo: graze a della rdondanza della codfca è possble dervare drettamente l nformazone d sncronsmo: rtmo d rcezone 4 Sncronsmo medante preambolo prma della trasmssone vera e propra s trasmette un preambolo d sncronsmo che consente al rcevtore d aggancars anal broadcast sono canal ne qual pù stazon possono accedere n parallelo l segnale emesso da una stazone raggunge tutte le altre preambolo d sncronsmo nformazone 5 6

2 anal broadcast Il rcevtore può rcevere molt segnal dvers n lvello e sncronsmo e deve essere n grado d adattars le trasmsson sono sempre precedute da un preambolo d sncronsmo esemp: ret local ethernet, sstem cellular La multplazone la capacta de mezz trasmssv fsc può essere dvsa per ottenere pù canal d veloctà pù bassa 7 8 La multplazone fsca la dstnzone tra fluss avvene solo sulla base d parametr del lvello fsco come frequenza, tempo, codce, lunghezza d onda, ecc. nodo nodo Multplazone a dvsone d frequenza FDM (Frequency Dvson Multplexng) Il mezzo trasmssvo può essere caratterzzato da una banda d frequenze utlzzabl f mn f max lvello fsco sotto-lvello multplazone multplatore multplatore la banda complessva può essere dvsa n sotto-bande cu assocare un canale sotto-lvello trasporto bt f mn f max 9 Multplazone a dvsone d frequenza FDM (Frequency Dvson Multplexng) Multplazone a dvsone d frequenza FDM (Frequency Dvson Multplexng) l segnale relatvo ad un canale vene trattato medante tecnche d modulazone n modo da assocarlo a cascuna sotto banda canale f modulatore AM SSB f + b g f f f n f f mod. f mn f max canale n b s f modulatore AM SSB f n B nb/( b s.+ b g )

3 FDM telefonco n passato l FDM venva come tecnca d multplazone de canal vocal tra central telefonche banda segnale vocale: crca 4 khz Hz 6 Hz multplazone d canal da 4 khz su una banda d 48 khz multplazone successva del segnale multplo d 48 khz con altr segnal multpl (multplazone a lvell gerarchc) Multplazone a dvsone d tempo DM (me Dvson Multplexng) E una tecnca usata per segnal dgtal ( ) Dato un canale numerco a veloctà (bt/s) s costruscono ntervall d tempo d canale costtut da multpl del tempo d bt t b / ntervallo d canale o slot tempo d bt t 4 DM (me Dvson Multplexng) Un canale può usare un ntervallo d canale (slot) ogn N s defnsce una struttura a trame consecutve costtute da N slot consecutv se s numerano cclcamente gl slot delle trame, un canale è assocato a un numero d slot slot trama trama ntervallo d canale DM (me Dvson Multplexng)... durata d trama N n / trama numero d ntervall N numero d bt: n durata nterv.: n / veloctà d cascun canale c/n (bt/s) t 5 6 DM (me Dvson Multplexng) Scelta della durata d slot: n numero d bt per slot durata d uno slot ( n /) la veloctà del canale c non dpende da ma solo da N (c/n) tempo d adattamento: a n /c c (bt/s) (bt/s) 7 Eserczo S consder un canale d veloctà,48 Mbt/s s voglano rcavare canal d veloctà c64 kbt/s con un rtardo d adattamento massmo d ms s calcol: l numero d canal ottenbl la durata massma d slot l numero d bt per slot N /c 48/64 a n /c ms; n a c, 6464; n /,5 ms 8

4 Eserczo S consder un canale d veloctà 9 kbt/s s voglano rcavare 4 canal d veloctà c kbt/s e un canale d veloctà kbt/s s defnsca allo scopo una struttura d trama DM da fare a casa Multplazone a dvsone d codce DM (ode Dvson Multplexng) La tecnca DM consste nel mscelare N fluss d bt preva moltplcazone d cascuno d quest con una parola d codce scelta fra le N parole d un codce ortogonale le parole del codce sono costtute da N smbol bnar, chamat chp per dstnguerl da bt d nformazone, d durata N volte nferore al bt d nformazone 9 odc ortogonal odc ortogonal segnal ortogonal: sequenze ortogonal: (t) (t) s ( t) s( t) N ( t) ( t) c c matrc d Hadamart: H H n H n H n H n H n Esempo N4 {,,, } {,,, } {,,, } {,,, } s s s N DM (ode Dvson Multplexng) + N N s k N sk N N s N s N s N Multplazone a dvsone d lunghezza d onda WDM (Wavelength Dvson Multplexng) è la stessa cosa che FDM, s chama WDM per ragon storche legate allo svluppo della fbra ottca le dverse portant ottche alle dverse lunghezze d onda sono gestte con dspostv ottc cascuna portante ottca vene modulata a lmt delle veloctà elettronche (5- Gbt/s) l lmte tecnologco è dovuto alla stabltà de laser n frequenza e alla scarsa rsoluzone de fltr ottc dspostv commercal con 6 lunghezze d onda, ma presto avremo 8 lunghezze d onda ad esempo la capactà de cav trasoceanc vene moltplcata dal numero d lunghezze d onda 4 4

5 Accesso Multplo E l analogo della multplazone ma per canal broadcast le stazon che accedono sono dstant e devono coordnars per accedere al canale broadcast Accesso multplo fsco nodo nodo nodo nodo 4 canale canale canale lvello fsco sotto-lvello d accesso multplo sotto-lvello d trasporto bt 5 6 FDMA Frequency Dvson Multple Access E analogo a FDM la necesstà del coordnamento delle stazon non crea problem nel caso d dvsone d frequenza esemp: trasmsson radofonche e televsve sstema cellulare AS (otal Access ellular System) utlzza una portante modulata FM con banda 5 khz per cascun canale DMA me Dvson Multple Access è l analogo del DM è necessaro un coordnamento per trovare una base temporale comune alle stazon (sncronsmo d trama) l sncronsmo non può essere perfetto: temp d guarda 7 8 Sncronsmo d trama canal broadcast central canal broadcast non-central anal broadcast central l punto centrale può essere d rfermento per l sncronsmo le sue trasmsson regolar possono sncronzzare le trasmsson delle altre (ad es. una trasm. ogn trama, o ad ntervall multpl) rfermento temporale τ tempo d propagazone τ dv d - dstanza v - veloctà della luce 9 5

6 tempo d guarda: anal broadcast central g max(τ ) mng Advance: anal broadcast central not temp d propagazone le stazon possono compensarl con una trasmssone antcpata necesstà d stmare τ (possono essere varabl) errore d stma: temp d guarda tecnca usata n GSM ) stma rtardo ) nvo stma rtardo 4) trasmsson successve ) prma trasmssone anal broadcast non central non c è l rfermento trasmsson dverse possono combacare n un punto ed essere dstant n un altro Effcenza η + g g + + g n g max[τ j ] dpende dal rapporto g / l effcenza scende: all aumentare delle dstanze (aumenta g ) all aumentare della veloctà del canale al dmnure della durata dello slot 4 DMA ode Dvson Multple Access Sstem radomobl non è possble avere trasmsson sncrone e qund non s resce a conservare l ortogonaltà de codc s usano codc a bassa correlazone per qualunque sfasamento temporale usato nel sstema UMS (telefonn d a generazone) ( t) ( t) ( t) ( t+ ) MS BS cella uplnk downlnk 5 6 6

7 Accesso rado Accesso rado downlnk: multplazone de canal verso gl utent Il problema dell accesso rado è relatvo al modo con l quale gl utent della stessa cella condvdono le rsorse rado uplnk: accesso multplo delle stazon mobl Sstem d seconda gen.: GSM (Europa) D-AMPS (Stat Unt) mult-carrer DM/DMA Sstem d prma generazone: AS (Europa) AMPS (Stat Unt) FDM/FDMA (downlnk/uplnk) Sstem d terza gen.: UMS (Europa e???) DM/DMA 7 8 Ruso d frequenza I canal dsponbl non bastano per tutt gl utent soluzone: usare pù volte gl stess canal n celle dverse l ruso degl stess canal genera nterferenza co-canale l ruso è possble n celle suffcentemente dstant da far s che l nterferenza sa tollerable (buona qualtà del collegamento) Ruso d frequenza l nterferenza è la caratterstca fondamentale de sstem cellular D solto s assume che la la qualtà sa buona se l rapporto tra potenza del segnale e potenza dell nterferenza SIR (Sgnalto-Nose Rato) sa maggore d una sogla SIR mn 9 4 luster L nseme delle portant dsponbl vene dvso n K grupp ad ogn cella vene assegnato un gruppo n modo tale da massmzzare la dstanza tra celle che usano lo stesso gruppo effcenza d ruso /K K,,4,7,9,,, K 7 K 4 luster dato l valore d SIR mn è possble stmare l effcenza massma del sstema, ovvero l K mnmo potenza rcevuta: P P G d r t 4 7

8 stesse antenne e stessa potenza SIR P G d t 6 P t d 6 d G d caso peggore d r approssmazone d D r SIR 6D 6 R luster d 4 d d 5 D r d d d6 d luster Il SIR dpende solo dal rapporto d ruso RD/r e non dalla potenza assoluta trasmessa e dal raggo della cella fssato SIR mn s può calcolare R mn noto R mn s può ottenere K osservando che: qund: K K mn R ( 6SIR) / η 4 44 Eserczo S dmenson l cluster d un sstema che tollera SIR mn 8 nel caso cu l esponente d attenuazone della dstanza η sa par a.9 K / η ( 6SIR) ( 6 6.) /.9 mn 6.99 scala logartmca potenze P P Rpasso log P / P Rpasso al prodotto n scala lneare corrsponde la somma n al rapporto la dfferenza G P A P / A P + P A valor notevol Rpasso