La tecnologia dietro le reti cellulari: come si connette il tuo telefono

1. Interfaccia radio

I telefoni trasmettono/ricevono su bande licenziate (600 MHz–mmWave) usando OFDMA (4G/5G) o CDMA/TDMA (legacy). Modulazione: QPSK → 256-QAM (4G), π/2-BPSK → 256-QAM (5G).

2. Siti cellulari (gNodeB / eNodeB)

Antenne settoriali (3×120°) coprono una "cella." Urbano denso: piccole celle (200 m). Rurale: torri macro (5–30 km). Handover (Xn/N2) mantiene la sessione durante la mobilità.

3. Rete core (5GC / EPC)

AMF (mobilità), SMF (sessione), UPF (piano dati), AUSF (autenticazione), PCF (policy), UDM (dati abbonato). Network slicing (eMBB, URLLC, mMTC) su 5G.

4. Duplexing

• FDD: Spettro uplink/downlink accoppiato (tradizionale).
• TDD: Singola banda, time-slot (5G n41, n78, n258).

5. Multi accesso

OFDMA (downlink) + SC-FDMA (uplink 4G) / CP-OFDM (5G entrambi) — sottoportatori ortogonali eliminano interferenze intra-cella.

6. MIMO & Beamforming

Massive MIMO (64–256 antenne) al gNodeB; 2–4×2 MIMO al UE. Precoding focalizza l'energia, moltiplica la capacità.

7. Sicurezza

Autenticazione reciproca (AKA/5G-AKA), integrità (128-EIA3), cifratura (128-EEA3/256-EEA3), SUCI (ID abbonato nascosto).

Standard: 3GPP Release 15–18 (5G), in evoluzione verso 6G (THz, AI-nativo, sensing integrato).