L'ITU segna il cammino del 4G, mobilità a larga banda

Nel corso della giornata dedicata alla radio digitale DRM+ ieri a Torino è apparso evidente il clima di contrapposizione che Radiopassioni descrive da anni sulle due "tensioni" che oggi dominano sul fondamentale mercato della distribuzione di contenuti multimediali. Da un parte tutti i servizi afferenti ai tradizionali modelli diffusivi (broadcast) centrati intorno alla radio e alla televisione, terrestri, cablati o satellitari che siano. Dall'altra l'esplosione di nuove opportunità che arrivano dal mondo delle reti interattive: il modello telefonico e le sue principali articolazioni fissa e mobile. Sono due spinte non necessariamente in conflitto, anzi molto spesso c'è una forte complementarietà. Ma è inutile nascondersi che a volte - e il caso della radio digitale è un buon esempio - il modello telefonico si dimostra se non altro più vitale, propositivo e rischia di rimpiazzare il "concorrente". Così, se non si può pensare che l'insieme complessivo degli ascoltatori radiofonici siano sul punto di gettare alle ortiche i loro apparecchi radio (le reti interattive mobili non sopporterebbero il carico), è anche vero che mentre la radio digitale si dibatte in un giardino cintato di sperimentazioni non tutte foriere di significativi sbocchi commerciali, i servizi telefonici incontrano il favore di ampie frange di popolazione, creando spazi inattesi per contenuti e applicazioni di nicchia.

Il fatto è che la tensione non sembra attenuarsi e anzi, il modello telefonico appare ogni giorno più agguerrito. E' di oggi l'ultimo aggiornamento che l'ITU di Ginevra, supremo organo mondiale di armonizzazione e adozione degli standard di telecomunicazione, pubblica sulla progressione di IMT-Advanced, il progetto-quadro per la nuova generazione, la quarta, dei servizi radiomobili, il già chiacchierato 4G. Si è infatti concluso il processo di valutazione di sei proposte di standard, fornite in questi mesi dal Giappone (una proposta per la telefonia mobile e una per le reti metropolitane wireless), Corea, Cina, IEEE e da un consorzio di costruttori e operatori telefonici. Da questi sei candidati sono emersi i due diversi "volti" del 4G così come sarà definito da IMT-Advanced: LTE-Advanced, evoluzione degli standard 3GPP/Umts per la mobilità bassa e veloce e WirelessMAN Advanced, l'evoluzione dello standard 802.16, per la nomadicità e il cosiddetto fixed-wireless. Il primo report su questa definizione verrà rilasciato tra poco, in tempo per essere discusso a Ginevra, nella riunione dello Study Group 5 dell'ITU-R, a fine novembre.

Ecco una lista di obiettivi che l'ITU chiede di raggiungere attraverso l'implementazione dei sistemi "Advanced":

• a high degree of commonality of functionality worldwide while retaining the flexibility to support a wide range of services and applications in a cost efficient manner;
• compatibility of services within IMT and with fixed networks;
• capability of interworking with other radio access systems;
• high quality mobile services;
• user equipment suitable for worldwide use;
• user-friendly applications, services and equipment;
• worldwide roaming capability; and,
• enhanced peak data rates to support advanced services and applications (100 Mbit/s for high and 1 Gbit/s for low mobility were established as targets for research)

Come si vede stiamo parlando di reti mobili in grado di assicurare con le loro interfacce radio data rate da 100 megabit al secondo ad alta velocità e 1 Gigabit al secondo per la nomadicità. Dove persino i servizi più tradizionali come la voce sono nativamente basati sul protocollo IP. Il percorso è solo all'inizio, anche se LTE "non Advanced", cosiderato una sorta di generazione "3,9" è una sigla che vediamo già sui giornali, in Svezia è una limitata realtà commerciale, diversi operatori la stanno adottando (anche se in questo momento le risorse finanziarie sono quelle che sono). Ci vorranno parecchi anni prima di avere livelli di penetrazione paragonabili a quelli del 3G/HDSPA, ma intanto il cammino è avviato e non ci potranno non essere conseguenze sullo "scontro" tra modelli al quale mi riferivo inizialmente. Specie considerando il moltiplicarsi dell'offerta, la carta vincente del modello diffusivo (poter servire estesi bacini di ascolto con una unica antenna senza togliere banda ad altri servizi) tenderà a farsi meno determinante e una rete radiomobile a granularità molto fine avrà sempre più risorse da condividere tra i singoli utenti delle sue cellule. Questo non significa che anche la rete radiomobile non debba "darsi da fare". Con interfacce radio così performanti diventerà fondamentale una infrastruttura di supporto, di "backhaul" come si dice in gergo, e dorsali davvero ad altissima capacità.

[In questo file zippato trovate i documenti con le sei proposte originali e il "capitolato" di IMT-Advanced.]

IMB, il broadcast affianca l'unicast su reti 3G

La Gsm Association, l’organizzazione internazionale che riunisce tutte le parti, operatori e costruttori, interessate allo sviluppo tecnologico ed economico della telefonia cellulare GSM (e quindi UMTS/LTE), ha appena dato la sua approvazione a uno standard 3GPP - che è invece l’organismo che si occupa della normazione in materia di tecnologie radiomobili dalla terza generazione in su - che potrebbe davvero dar luogo a una grande rivoluzione dal punto di vista dei servizi non-telefonici di cui è già possibile usufruire con telefonini e altri terminali portatili. E che in questo senso rappresenta un colpo molto duro alle prospettive della radio digitale, già minacciate da un impiego sempre più diffuso del telefonino come terminale di accesso a servizi multimediale. Il fous ovviamente rimane la distribuzione di servizi video, ma le ricadute su contenuti meno impegnativi dal punto di vista della banda potrebbero esserci.

Lo standard si chiama Integrated Mobile Broadcast e consente di implementare servizi dati di tipo broadcast utilizzando le frequenze direttamente assegnate agli operatori di telefonia ma senza pesare sullo spettro normalmente occupato dai servizi di telefonia, videotelefonia e navigazione su Internet.
C’eè da chiedersi dove sta la novità rispetto ai telefonini che integrano già oggi un ricevitore per il DVB-H, il digitale televisivo per “palmari”. In realtà è una differenza profonda perché il DVB-H è un sistema del tutto separato, dal punto di vista delle tecnologie e delle frequenze impegnate, dall’Umts, mentre l’IMB è fortemente legato alla matrice tecnologica della telefonia mobile di terza generazione, in particolare al modo in cui le modulazioni radio di Umts impegnano lo spettro delle radiofrequenze (una modalità chiamata FDD-WCDMA, Frequency Division Duplexing-Wideband Code Division Multiple Access). Detta in modo più semplice, il DVB-H è un servizio parallelo, che richiede l’installazione a bordo del telefonino di un circuito di ricezione apposito, mentre con l’Imb basterebbe modificare il cervello che governa le capacità di ricezione e trasmissione di un terminale 3G. Sotto molti punti di vista, incluso per esempio il fattore chiave della durata delle batterie, sarebbe una vera svolta.
L’altra grande svolta è di natura architetturale. Già oggi è possibile accedere col proprio telefonino a uno stream audio o video via Internet. Ma la cosa avviene in modalità “unicast”, stabilendo una relazione uno a uno tra antenna trasmittente e antenna ricevente. Lo standard Imb consente la distribuzione di servizi broadcast o multicast: una singola cella “parla” con tutti i terminali. Per le risorse di rete di cui dispone un operatore è grande peso che scompare e un grande margine di manovra in più. Finora, in effetti, l’esigenza di affiancare sistemi diversi come UMTS e DVB-H nasceva proprio dal timore che il successo di eventuali servizi alternativi integrati nel tessuto infrastrutturale della rete avrebbe portato a un collasso della stessa.
La strada verso i futuri servizi Imb non passa solo per l’adeguamento di infrastrutture e terminali. Ci sono anche degli aspetti normativi legati alle licenze per l’uso delle frequenze nelle varie nazioni. L’IMB, che tra l’altro sembra aver ereditato molti pezzi del Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS) già standardizzato a suo tempo, è stato pensato per usufruire di spazi di frequenza da impegnare in modalità TDD, Time Division Duplexing. In diverse nazioni gli operatori dispongono di questi segmenti di spettro ma non li hanno ancora sfruttati. Ma in questo senso ci sono già molti spazi di manovra, anche grazie alla nuova disponibilità di spettro resa possibile dal passaggio dalla televisione analogica a quella digitale. In ogni caso sarà uno standard da tenere d’occhio e tanto vale partire dal white paper che la Gsma ha messo a punto con la collaborazione di operatori come Orange, SingTel, Softbank, Telstra, T-Mobile e Vodafone. Il documento di una ventina di pagine si può prelevare da questo indirizzo http://www.gsmworld.com/documents/GSMA_IMB_WP_final.doc e da esso ho ricavato il paragrafo che definisce l’IMB:

«Integrated Mobile Broadcast (IMB) is a technology, defined as a part of the 3GPP Rel. 8 standard, which enables spectrally-efficient delivery of Broadcast services using TDD radio techniques. This is achieved using technical specifications that are greatly aligned with existing FDD WCDMA unicast technology, which in turn allows for smooth handover between IMB delivery and unicast.
One of the key advantages of IMB is that it can be deployed within unpaired TDD spectrum bands held by operators in some parts of the world. To date TDD spectrum has been largely unused by these operators. IMB can offer capacity relief to the FDD channels by allowing TDD spectrum to be used for the deployment of Broadcast applications. Support for existing Rel. 7 MBSFN and other TDD services has been incorporated within IMB, through the reuse of the definitions of TDM pilots used in FDD MBMS frame and slot structure. This results in the increased spectral efficiency of MBMS services and a reduction in the functional complexity in the user terminal, which in turn will result in lower power consumption and hence extended terminal battery life.
TDD bands support multiple 5MHz carriers, each of which may be dedicated solely to the delivery of Broadcast services. Carriers may be aggregated to increase the number of available services. Within a carrier, services are mapped to channels as used in MBMS that are separated using standard FDD WCDMA spreading codes in addition to time-domain separation of the channels within the frame structure. It is expected that IMB will provide around 20 broadcast channels in 5 MHz of unpaired spectrum at 256 Kbps for each channel.
Implementing IMB on devices should be cheaper than for other broadcast technologies since it utilises WCDMA technology that already exists on devices today.
It should be noted that the use of MBMS in conjunction with TD-SCDMA could provide an alternative approach for implementing Broadcast services in markets where TD-SCDMA is deployed.»