Mobilità

Le reti mobili sono reti che supportano la mobilità degli utenti. Queste possono essere classificate in base al tipo di mobilità supportata:

• Access Mobility: la mobilità è limitata a un’area intorno alla stazione di accesso alla rete (come nel caso di IEE 802.11 (wifi))
• Terminal Mobility: ogni terminale è caratterizzato da un identificativo unico, può essere localizzato in ogni momento e può accedere alla rete mentre è in movimento.
• Service Profile Portability: ogni utente è caratterizzato da un profilo che ne specifica le caratteristiche, compresi in particolare i servizi a cui è sottoscritto. Tale profilo è indipendente dl terminale utilizzato, e si sposta con l’utente anche da un service provider all’altro.
• Personal Mobility: è l’integrazione di Terminal Mobility e Service Profile Portability.

Reti cellulari

La velocità di trasmissione delle reti wireless è limitata dalla porzione di spettro disponibile per la comunicazione. Se si vuole realizzare una rete mobile con copertura globale, che fornisca una connessione “always on” (sempre attiva) a un numero elevato di utenti, bisogna installare sul territorio numerosi punti di accesso alla rete (antenne), ma poichè lo spettro è limitato non è in pratica possibile assegnare a ciascun antenna delle frequenze completamente diverse da quelle usate per tutte le altre antenne. Serve invece uno stratagemma per permettere il riuso delle stesse frequenze.

Una soluzione è data dalle reti cellulari: si suddivide il territorio in aree dette celle, e si assegna a ciascuna cella una porzione dello spettro, cioè un insieme di canali (frequenze). Due celle che sono a una distanza sufficiente da non interferire l’una con l’altra possono riutilizzare senza problemi gli stessi canali.

In ogni cella è presente un singolo punto di accesso fisso, chiamato base station, e ogni dispositivo (mobile station o mobile terminal) accede alla rete mediante la base station della cella in cui si trova al momento. Il raggio di copertura della base station determina i confini della cella.

Cluster

Un cluster è un insieme di celle che esaurisce lo spettro a disposizione, cioè l’insieme di frequenze disponibili (assegnate alle comunicazioni nella rete cellulare). Tutte le celle in un cluster usano frequenze diverse l’una dall’altra, mentre in cluster diversi ci sono celle che usano le stesse frequenze.

Il numero $N$ di celle in un cluster è una misura del riuso dei canali, e dunque dell’efficienza del sistema:

• $N=1$ significa che in ciascuna cella possono essere riusati tutti i canali. Così si massimizza il numero di utenti che possono essere serviti contemporaneamente, ovvero l’efficienza del sistema.

  Un esempio di sistema con (almeno in linea di principio) $N=1$ (cluster di una cella) è l’UMTS, che usa la tecnica CDMA (Code Division Multiple Access) per generare dei segnali ortogonali, i quali non interferiscono tra di loro anche se trasmessi sulla stessa frequenza.

• $N> 1$ vuol dire che i canali disponibili devono essere suddivisi tra le $N$ celle del cluster, quindi ogni cella ha meno canali, e può allora servire meno utenti contemporaneamente. Più è grande $N$, meno sono gli utenti che possono essere serviti contemporaneamente, cioè minore è l’efficienza. (ottimale: $N=7$)

Distanza di riuso

La distanza di riuso $D$ è la minima distanza tra i centri di due celle che possono riusare gli stessi canali senza interferire tra di loro. Indicando poi con $R$ il raggio di copertura di ciascuna cella, si definisce la quantità

$$ Q=\frac D R $$

che prende il nome di rapporto di riuso co-canale.