FIGURA 1. RANGE FREQUENZIALE PER APPLICAZIONI 802.16 Sistemi Integrati - Tv Digitale Volume 1 - 2012 31 compatibile né con la modulazione OFDM né con la modulazione OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 3. La Tabella 1 riassume le principali caratteristiche tecniche delle tecnologie 802.16, basate sia sulla versione 802.16-2004 sia sulla versione 802.16e. Per ogni tecnologia, è indicato il range frequenziale e lo scenario operativo, la velocità di trasmissione in corrispondenza di una determinata canalizzazione, la tecnica di trasmissione supportata, il protocollo d’accesso multiplo, il formato del duplexing, le possibili Transform). Tali sottocanali sono parzialmente sovrapposti ma ortogonali in modo da ridurre l’interferenza tra canali adiacenti e massimizzare l’efficienza spettrale. La modulazione OFDM introduce principalmente due vantaggi. In primo luogo, poiché i sottocanali sono a banda stretta, essa consente di operare anche in ambienti Near NLOS, ove il percorso diretto tra trasmettitore e ricevitore è parzialmente occupato dalla presenza di ostacoli come alberi, edifici, montagne, colline e altre strutture o oggetti naturali o artificiali, riducendo così il problema del multipath. In secondo luogo, essa offre un maggior controllo delle richieste di potenza dell’utente e una maggiore flessibilità per l’accesso degli utenti 5. Nella tecnologia 802.16-2004, il simbolo OFDM è costituito da 256 sottoportanti di cui 8 sono pilota, 192 dati e 56 virtuali. Nel TDMA l’accesso al canale radio è tipicamente diviso in time slot assegnati a utenti diversi: ciascun utente trasmette esclusivamente durante il time slot che gli è stato assegnato, con la modulazione OFDM, e utilizza l’intera banda del canale 4. Affinchè vengano limitati i problemi di interferenza tra utenti che trasmettono in time slot consecutivi, è necessario avere una sincronizzazione perfetta e considerare un intervallo di guardia durante il quale nessun può trasmettere. L’approccio OFDM/TDMA ha il vantaggio di ridurre la complessità ed i costi dei dispositivi, ma ha lo svantaggio di non supportare un numero elevato di utenti, per poter contenere i ritardi tra due trasmissioni consecutive relative allo stesso utente 6. OFDMA con TDMA L’OFDMA ha lo stesso principio di funzionamento della FDMA (Frequency Division Multiple Access), in quanto le sottoportanti sono assegnate ad utenti differenti in funzione delle condizioni del canale e della domanda di capacità; però, a differenza della FDMA, essa consente di limitare l’interferenza tra gli utenti grazie all’ortogonalità tra le sottoportanti 4. Le sottoportanti, escluse le virtuali, sono divise in sottogruppi, il cui numero varia a seconda il caso si consideri il down link o l’up link, e in ciascun sottogruppo le sottoportanti appartengono a sottocanali differenti. Poiché ciascun sottocanale ha una sola sottoportante per ogni sottogruppo, il numero totale di sottoportanti di un sottocanale è proprio pari al ampiezze di banda del canale e l’efficienza spettrale del sistema. Una descrizione dettagliata di tali parametri è fornita nel seguito. Come si evince dalla Tabella 1, le tecnologie 802.16 consentono una maggiore flessibilità di deployment, in quanto possono operare in diverse bande frequenziali e con una diversa canalizzazione secondo la disponibilità dello spettro, supportano differenti tecniche di trasmissione in funzione del tipo d’accesso e dello scenario, possono lavorare sia in TDD sia in FDD (Frequency Division Duplexing) in relazione al range frequenziale in cui operano e al tipo di servizio da offrire. Come lavorano le tecnologie 802.16 Bande di frequenza Come indicato nella Tabella 1 e nella Figura 1, le tecnologie 802.16, basate sulla versione 802.16- 2004, operano nel range frequenziale tra 2 GHz e 11 GHz; le tecnologie 802.16, basate sulla versione 802.16e, invece, operano nel range frequenziale compreso tra i 2 GHz e gli 11 GHz nel caso di accesso fisso e nel range frequenziale tra 2 GHz e 6 GHz nel caso di accesso mobile. Tecnica di Trasmissione e Protocollo di Accesso La tecnologia 802.16-2004 supporta due diverse tecniche di modulazione/accesso multiplo, come specificato in 2. OFDM con TDMA (Time Division Multiple Access) La modulazione OFDM è una trasmissione multiportante: il segnale è suddiviso in più sottocanali a banda stretta trasmessi simultaneamente su diverse sottoportanti, il cui numero definisce la dimensione del simbolo OFDM, ossia della FFT (Fast Fourier Frequency (GHz)
Sistemi Integrati TV Digitale 01 2012
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