Corso reti 2G, 3G e 4G

Lezione 1 • Fondamenti di Architettura della Rete Cellulare

Introduce il concetto di cella, il riuso delle frequenze e la struttura gerarchica della rete. Fornisce il modello mentale architettonico applicato in tutte le generazioni successive.

Lezione 2 • Elementi Essenziali di Modulazione e Codifica

Insegna gli schemi di modulazione digitale e la codifica di canale utilizzati per proteggere i dati su collegamenti radio rumorosi. Costituisce la base di elaborazione del segnale per le interfacce radio 2G, 3G e 4G.

Lezione 3 • Tecniche di Accesso Multiplo

Spiega FDMA, TDMA e CDMA come metodi per condividere le risorse radio tra gli utenti. Prepara direttamente gli studenti a comprendere come ogni generazione cellulare alloca la capacità.

Lezione 1 • Architettura del Sistema GSM

Mappa i sottosistemi radio, stazione base e core del GSM. Stabilisce il modello di riferimento utilizzato per confrontare le generazioni successive.

Lezione 2 • Interfaccia Radio e Canali GSM

Descrive in dettaglio la struttura della trama TDMA, i canali logici e i tipi di burst utilizzati sull'interfaccia radio GSM. Collega la teoria della modulazione alle assegnazioni reali dei canali.

Lezione 3 • Sicurezza 2G e Funzioni SIM

Copre l'autenticazione GSM, gli algoritmi di crittografia e l'architettura della carta SIM. Evidenzia le limitazioni di sicurezza note del 2G rilevanti per i miglioramenti delle generazioni successive.

Lezione 4 • Estensioni Dati GPRS ed EDGE

Introduce la sovrapposizione a commutazione di pacchetto sul GSM per i dati mobili tramite GPRS e le velocità migliorate tramite EDGE. Mostra come il 2G si è evoluto per trasportare traffico IP prima del dispiegamento 3G.

Lezione 1 • HSPA: Accesso a Pacchetto ad Alta Velocità

Descrive in dettaglio i miglioramenti HSDPA e HSUPA che aumentano il throughput dati 3G tramite modulazione adattativa e schedulazione rapida. Colma il divario tra le prestazioni UMTS e 4G LTE.

Lezione 2 • Principi dell'Interfaccia Radio WCDMA

Spiega lo spreading CDMA a sequenza diretta, il chip rate e il funzionamento del ricevitore RAKE. Fornisce la base tecnica per comprendere la capacità e la copertura UMTS.

Lezione 3 • Canali Logici, di Trasporto e Fisici UMTS

Mappa il modello di canale a tre strati dai servizi logici fino alle risorse radio fisiche. Chiarisce come voce, video e dati vengono multiplexati sulla portante WCDMA.

Lezione 4 • Panoramica dell'Architettura di Rete UMTS

Introduce l'UTRAN, i domini della rete core e le interfacce definite in UMTS. Contrappone all'architettura GSM per evidenziare le scelte di progettazione evolutiva.

Lezione 1 • Griglia di Risorse e Struttura della Trama LTE

Mappa la griglia di risorse tempo-frequenza, le sotto-trame e i blocchi di risorse utilizzati per la schedulazione. Fornisce la conoscenza strutturale necessaria per interpretare le misure radio LTE.

Lezione 2 • Principi OFDM e Downlink LTE

Spiega la spaziatura ortogonale delle sottoportanti, il prefisso ciclico e la generazione del segnale basata su IFFT. Stabilisce perché OFDM supera CDMA nei canali con fading selettivo in frequenza.

Lezione 3 • Adattamento del Collegamento e Schedulazione LTE

Spiega la modulazione adattativa guidata da CQI, la ritrasmissione HARQ e la schedulazione proporzionale equa. Mostra come l'eNodeB massimizza il throughput di cella mantenendo l'equità.

Lezione 4 • Uplink LTE: SC-FDMA

Introduce SC-FDMA come schema uplink che riduce il rapporto di potenza di picco-media per l'efficienza della batteria dell'UE. Contrappone a OFDMA per chiarire i compromessi di progettazione.

Lezione 1 • Architettura di Sicurezza LTE

Copre il modello di sicurezza a due strati con contesti di sicurezza NAS e AS e la gerarchia delle chiavi basata su USIM. Evidenzia i miglioramenti rispetto ai meccanismi di autenticazione 2G e 3G.

Lezione 2 • Procedure e Protocolli EPC

Traccia le procedure di attach, autenticazione e setup del bearer attraverso le interfacce EPC. Collega la conoscenza dei protocolli agli eventi di rete reali che gli studenti incontreranno nelle operazioni.

Lezione 3 • Evoluzione dell'Architettura del Sistema LTE

Introduce la separazione dei piani utente e controllo e l'eliminazione dell'RNC in LTE. Contrappone all'UMTS per evidenziare la semplificazione architettonica che determina una minore latenza.

Lezione 1 • Procedure di Handover Intra-LTE

Descrive in dettaglio la segnalazione di handover basata su X2 e S1, i trigger di misurazione e il trasferimento del contesto. Si basa sulla conoscenza dell'architettura LTE per spiegare la mobilità senza soluzione di continuità all'interno di LTE.

Lezione 2 • Selezione e Riselezione della Cella in Idle Mode

Spiega i criteri S e R, il ranking delle celle e la riselezione inter-frequenza utilizzata quando l'UE non ha una connessione attiva. Garantisce che gli studenti comprendano il comportamento di camping dell'UE attraverso le RAT.

Lezione 3 • Handover Inter-RAT: da LTE a 3G e 2G

Copre le procedure di handover PS e circuit-switched fallback (CSFB) tra LTE e reti legacy. Affronta la realtà operativa dei dispiegamenti multi-RAT durante il servizio voce.

Lezione 1 • Metodi di Dimensionamento della Capacità

Applica i modelli Erlang per la voce e i modelli di throughput per i dati per dimensionare gli elementi di rete. Consente agli studenti di tradurre le previsioni di traffico in requisiti di apparati e spettro.

Lezione 2 • Analisi del Bilancio di Collegamento Radio

Insegna i modelli di attenuazione del percorso, i componenti del bilancio di collegamento e la previsione della copertura per ciascuna RAT. Fornisce lo strumento quantitativo per determinare il raggio della cella e la densità dei siti.

Lezione 3 • Ottimizzazione dei Parametri e Auto-Ottimizzazione

Copre il tilt dell'antenna, l'ottimizzazione della soglia di handover e le funzioni SON per l'ottimizzazione automatizzata. Dimostra come modifiche sistematiche dei parametri migliorino i KPI senza aggiornamenti hardware.

Lezione 4 • Indicatori Chiave di Prestazione e Drive Test

Definisce i KPI per accessibilità, ritenibilità e integrità attraverso 2G, 3G e 4G. Collega la raccolta delle misure alle azioni di ottimizzazione che migliorano la qualità della rete.

Lezione 1 • Percorso Verso il 5G NR

Delinea lo spettro, la numerologia e i casi d'uso del 5G NR che si estendono oltre le capacità LTE. Contestualizza l'intero percorso 2G-4G come base per le reti mobili di prossima generazione.

Lezione 2 • LTE-Advanced: Aggregazione di Portanti e Oltre

Spiega l'aggregazione di portanti, MIMO avanzato e CoMP come miglioramenti LTE-A per il throughput di picco. Si basa sulla conoscenza LTE di base per mostrare come massimizzare le risorse spettrali.

Lezione 3 • Small Cell e Dispiegamento HetNet

Analizza le strategie di picocell, femtocell e offload Wi-Fi per la capacità in aree urbane dense. Affronta le sfide di gestione delle interferenze e backhaul uniche delle reti eterogenee.

Lezione 4 • Virtualizzazione di Rete e Cloud RAN

Introduce concetti NFV, SDN e C-RAN che stanno trasformando il modo in cui le reti mobili sono dispiegate e gestite. Posiziona gli studenti per comprendere il cambiamento infrastrutturale alla base della prontezza per il 5G.