Mobilfunknetze: Grundlagen, Dienste Und Protokolle

ISBN-13: 9783663058038 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 315 str.

Manuel Duque-Anton; Otto Mildenberger

Opis

Der Anteil der Informations- und Kommunikationstechnik an der Wertschopfung gewinnt zunehmend an Bedeutung. War in der ersten Halfte dieses Jahrhunderts die Ubertragung menschlicher Sprache durch das Telefon das dominierende Mittel zur Kommunikation, so bieten moderne Kommunikationsnetze multimediale Dienste an, wie beispielsweise die gleichzeitige Ubertragung von Sprache, Video und Daten. Informationen, von Ort und Zeit unabhangig und beliebig reproduzierbar, stellen den Rohstoff der Zukunft dar. Die grote technische und organisatorische Herausforderung ist die Unterstutzung der Mobilitat der Teilnehmer. Mobilfunknetze, die diesem Wunsch nach raumlich ungebun- dener Kommunikation nachkommen, konnen im Vergleich zu leitungsgebundenen Netzen uberall dort eingesetzt werden, wo eine Verkabelung unwirtschaftlich oder unmoglich ist. Wahrend in leitungsgebundenen Netzen die zu errichtende Netzinfrastruktur den be- grenzenden Faktor darstellt, wird die Kapazitat der Funknetze zusatzlich durch das zur Verfugung stehende Frequenzspektrum bestimmt. Die Entwicklung der Mobilfunksysteme wurde daher wesentlich durch die knappe Res- source Frequenz gepragt. Eine bessere spektrale Effizienz konnte zum Beispiel durch Digi- talisierung der Sprache, sowie Quell- und Kanalkodierung erreicht werden. Daher wurden die bestehenden analogen Mobilfunksysteme durch digitale Mobilfunknetze ersetzt. Die bandbreiteneffiziente Ubertragung wurde durch moderne Digitaltechniken bei der Mo- dulation, Codierung und Entzerrung ermoglicht, welche auch ein besseres Storverhalten und geringere Anfalligkeit gegenuber Rauschen bieten als analog modulierte Signale. Die Entwicklung flexibler Kommunikationsprotokolle, die rasanten Fortschritte in der Mikro- elektronik und in der Computer- und Softwaretechnik stellen weitere wichtige Schritte auf diesem Weg dar.

Spis treści

1 Einführung.- 1.1 Zellulare Mobilfunknetze.- 1.2 Schnurlose Telefone.- 1.3 Schnurlose Zugangsnetze/Telefonzelle.- 1.4 Mobile Kommunikationsnetze.- 1.5 Bündelfunk-Systeme.- 1.6 Pagingsysteme.- 1.7 Satellitensysteme.- 1.8 UMTS.- 1.9 Geschichte der Kommunikationsnetze.- 2 Grundlagen der Funkübertragung.- 2.1 Frequenzspektrum.- 2.2 Charakteristika der Funkübertragung.- 2.3 Ausbreitung über eine Ebene.- 2.4 Schwund bei Mehrwegeausbreitung.- 2.5 Abschattung.- 2.6 Reflexion und Beugung.- 2.7 Zeitliche Dispersion.- 2.8 Qualität des Mobilfunkkanals.- 3 Grundlagen der Kommunikation.- 3.1 Das OSI-Referenzmodell.- 3.2 Strukturierung der Funkübertragung.- 3.3 Grundlagen zur Fehlersicherung.- 3.4 Grundlagen zum Mehrfachzugriff.- 3.4.1 Frequenzvielfachzugriff.- 3.4.2 Zeitvielfachzugriff.- 3.4.3 Codevielfachzugriff.- 3.4.4 Raumvielfachzugriff.- 3.4.5 Duplexverfahren.- 3.5 Grundlagen zum Zufallszugriff.- 4 Planung von Mobilfunknetzen.- 4.1 Zellularkonzept.- 4.1.1 Grundbegriffe.- 4.1.2 Modellnetze mit hexagonalen Zellen.- 4.1.3 Interferenz und Signalstörabstand.- 4.2 Verträglichkeitsmatrix.- 4.2.1 Modelle zur Vorhersage der Funkausbreitung.- 4.2.2 Ermittlung der Interferenz-Beziehungen.- 4.3 Kanalbedarf.- 4.4 Verfahren zur Kanalvergabe.- 4.4.1 Definition.- 4.4.2 Statische Kanalvergabe.- 4.4.3 Dynamische Kanalvergabe.- 4.4.4 Hybride Kanalvergabe.- 4.5 Systemkapazität.- 4.5.1 Hierarchische Funkzellennetze.- 4.5.2 Verkleinerung der Clustergröße.- 4.5.3 Systembetrieb.- 5 Das GSM-Mobilfunknetz.- 5.1 Dienste.- 5.1.1 Einfüührungsphasen der Dienste.- 5.1.2 Trägerdienste.- 5.1.3 Telematikdienste.- 5.1.4 Zusatzdienste.- 5.2 System-Architektur.- 5.2.1 Versorgungsgebiete.- 5.2.2 Adressierung.- 5.2.3 Mobilstation.- 5.2.4 Funkteilsystem.- 5.2.5 Vermittlungsteilsystem.- 5.2.6 Betreiberteilsystem.- 5.2.7 Basis-Konfiguration.- 5.3 Protokoll-Architektur.- 5.3.1 Protokoll-Architektur der Signalisierungsebene.- 5.3.2 Protokoll-Architektur der Nutzdatenebene.- 5.4 Luftschnittstelle.- 5.4.1 Physikalische Kanäle.- 5.4.2 Logische Kanäle.- 5.4.3 Abbildung auf physikalische Kanäle.- 5.4.4 Synchronisation.- 5.4.5 Sprachcodierung.- 5.4.6 Kanalcodierung.- 5.5 Netzschicht.- 5.5.1 Radio Ressource Management.- 5.5.2 Mobility Management.- 5.5.3 Connection Management.- 6 Mobile Anwendungen.- 6.1 Dienste.- 6.1.1 SMS.- 6.1.2 USSD.- 6.1.3 Zellenrundfunk.- 6.1.4 SIM Application Toolkit.- 6.1.5 WAP.- 6.1.6 MExE.- 6.1.7 UMTS.- 6.2 Wireless Application Protocol.- 6.2.1 WWW-Modell.- 6.2.2 WAP-Modell.- 6.2.3 WAP-Architektur.- 6.2.4 Wireless Markup Language.- 6.3 Technologien.- 6.3.1 HSCSD.- 6.3.2 GPRS.- 6.3.3 EDGE.- 6.3.4 3G.- 6.4 Endgeräte.- 6.4.1 Endgeräte der zweiten Generation.- 6.4.2 Endgeräte der dritten Generation.- 6.4.3 Bluetooth.- 7 UMTS.- 7.1 Evolution.- 7.1.1 Dienste.- 7.1.2 Frequenzspektrum.- 7.1.3 Innovationen.- 7.1.4 Standardisierung und Zeitplan.- 7.2 Architektur.- 7.2.1 Domänen.- 7.2.2 Strata.- 7.2.3 Dienstgte.- 7.3 Funknetz.- 7.3.1 CDMA.- 7.3.2 Kapazität von CDMA-Systemen.- 7.3.3 Funkschnittstelle.- 7.3.4 Prozeduren der physikalischen Schicht.- 7.4 Zugangsnetz.- 7.4.1 Komponenten in UTRAN.- 7.4.2 Protokollarchitektur in UTRAN.- 7.4.3 AAL in UTRAN.- 7.4.4 Funkprotokolle in UTRAN.- 7.4.5 Medium Access Control.- 7.4.6 Radio Link Control.- 7.4.7 Packet Data Convergence Protocol.- 7.4.8 Broadcast/Multicast Control Protocol.- 7.4.9 Radio Ressource Control.- 7.4.10 Radio Ressource Management.- 7.5 Kernnetz.- 7.5.1 Leitungsvermitteltes Kernnetz.- 7.5.2 Paketvermitteltes Kernnetz.- Abkürzungen.- Sachwortverzeichnis.

O autorze

Dr.-Ing. Manuel Duque-Antón ist Professor an der FH Kaiserslautern, Standort Zweibrücken.

Blurb

Das Buch wendet sich an alle jene, die sich einen Überblick über die in den letzten Jahren eingeführten und die für die kommenden Jahre geplanten Kommunikationsnetze verschaffen wollen. Es führt den Leser in die wesentlichen technischen Grundprinzipien mobiler Funknetze ein. Der Autor gibt eine ausführliche Übersicht über die digitalen Kommunikationsnetze sowie deren Dienste und Protokolle. Dabei wird insbesondere auf das aktuelle in Europa implementierte GSM-Netz eingegangen und auch der neue UMTS-Standard wird ausführlich behandelt. Des weiteren werden aktuelle Themen aus dem internationalen Standardisierungsprozess aufgegriffen, die sich mit zukünftigen Mobilfunksystemen befassen. Dabei spielt die Anbindung an das Internet eine wichtige Rolle.