Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme: UMTS, HSPA und LTE, GSM, GPRS, Wireless LAN und Bluetooth
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Springer Vieweg
2013
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| Ausgabe: | 5., überarb. und erw. Aufl. |
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| Umfang: | XIV, 409 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783658014605 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 GSM 1
1.1 LEITUNGSVERMITTELNDE DATENUEBERTRAGUNG 1
1.1.1 KLASSISCHE LEITUNGSVERMITTLUNG 2
1.1.2 VIRTUELLE LEITUNGSVERMITTLUNG UEBER IP 3
1.2 STANDARDS .. 4
1.3 UEBERTRAGUNGSGESCHWINDIGKEITEN.-. 5
1.4 DAS SIGNALISIERUNGSSYSTEM NR. 7 6
1.4.1 KLASSISCHER SS-7-PROTOKOLLSTACK 7
1.4.2 SPEZIELLE SS-7-PROTOKOLLE FUER GSM 10
1.4.3 IP-BASIERTER SS-7-PROTOKOLLSTACK 11
1.5 DIE GSM SUBSYSTEME 12
1.6 DAS NETWORK SUBSYSTEM 13
1.6.1 DIE MOBILE VERMITTLUNGSSTELLE (MSC), SERVER UND GATEWAY 13 1.6.2
DAS VISITOR LOCATION REGISTER (VLR) 18
1.6.3 DAS HOME LOCATION REGISTER (HLR) 19
1.6.4 DAS AUTHENTICATION CENTER (AC) 23
1.6.5 DAS SHORT MESSAGE SERVICE CENTER (SMSC) 24
1.7 DAS BASE STATION SUBSYSTEM (BSS) UND SPRACHCODIERUNG 26
1.7.1 FREQUENZBEREICHE 27
1.7.2 BASE TRANSCEIVER STATION (BTS) 28
1.7.3 DIE GSM-LUFTSCHNITTSTELLE 30
1.7.4 DER BASE STATION CONTROLLER (BSC) 37
1.7.5 DIE TRAU FUER SPRACHDATENUEBERTRAGUNG 42
1.7.6 CHANNEL CODER UND INTERLEAVER IN DER BTS 47
1.7.7 VERSCHLUESSELUNG UND SICHERHEITSASPEKTE 49
1.7.8 MODULATION 53
1.7.9 VOICE ACTIVITY DETECTION 53
IX
HTTP://D-NB.INFO/1034501569
IMAGE 2
X
INHALTSVERZEICHNIS
1.8 MOBILITY MANAGEMENT UND CALL CONTROL 55
1.8.1 CELL RESELECTION UND LOCATION AREA UPDATE 56
1.8.2 MOBILE TERMINATED CALL 57
1.8.3 HANDOVERSZENARIEN 60
1.9 MOBILE ENDGERAETE 63
1.9.1 AUFBAU EINES EINFACHEN GSM TELEFONS 63
1.9.2 AUFBAU EINES SMARTPHONES 65
1.10 DIESIM-KARTE 67
1.11 DAS INTELLIGENT NETWORK SUBSYSTEM UND CAMEL 72
1.12 FRAGEN UND AUFGABEN 74
2 GPRS UND EDGE 77
2.1 LEITUNGSVERMITTELTE DATENUEBERTRAGUNG 77
2.2 PAKETORIENTIERTE DATENUEBERTRAGUNG 78
2.3 GPRS AUF DER LUFTSCHNITTSTELLE 81
2.3.1 GPRS TIMESLOT-NUTZUNG IM VERGLEICH ZU GSM 81
2.3.2 GLEICHZEITIGE NUTZUNG EINER BASISSTATION VON GSM UND GPRS 83 2.3.3
CODING SCHEINES 84
2.3.4 EDGE (EGPRS) 86
2.3.5 MOBILE DEVICE CLASSES 87
2.3.6 NETWORK OPERATION MODE (NOM) 88
2.3.7 GPRS-KANALSTRUKTUR AUF DER LUFTSCHNITTSTELLE 90
2.4 GPRS-ZUSTANDSMODELL 93
2.5 GPRS-NETZWERKELEMENTE 96
2.5.1 DIE PACKET CONTROL UNIT (PCU) 96
2.5.2 DER SERVING GPRS SUPPORT NODE (SGSN) 98
2.5.3 DER GATEWAY GPRS SUPPORT NODE (GGSN) 100
2.6 GPRS RADIO RESOURCE MANAGEMENT 100
2.7 GPRS-SCHNITTSTELLEN UND PROTOKOLLE 104
2.8 GPRS MOBILITY UND SESSION MANAGEMENT (GMM/SM) 109
2.8.1 MOBILITY MANAGEMENT-AUFGABEN 109
2.8.2 GPRS SESSION MANAGEMENT 112
2.9 SESSION MANAGEMENT AUS ANWENDERSICHT 115
2.9.1 LEITUNGSVERMITTEITER VERBINDUNGSAUFBAU 115
2.9.2 GPRS-VERBINDUNGSAUFBAU 116
2.10 DER MULTIMEDIA MESSAGING SERVICE (MMS) UEBER GPRS 119
2.11 WEITERENTWICKLUNG VON EDGE 124
2.12 FRAGEN UND AUFGABEN . 124
3 UMTS UND HSPA 127
3.1 UEBERBLICK, HISTORIE UND ZUKUNFT 127
3.1.1 3GPP RELEASE 99: DIE ERSTE VERSION DES NEUEN RADIONETZWERKS ...
129 3.1.2 3GPP RELEASE 4: BEARER INDEPENDENT CORE NETWORK 130
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS XI
3.1.3 3GPP RELEASE 5: IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM UND HSDPA 132
3.1.4 3GPP RELEASE 6: HIGH SPEED UPLINK PACKET ACCESS (HSUPA) 135 3.1.5
3GPP RELEASE 7: HSPA+ UND CPC 135
3.1.6 3GPP RELEASE 8: LTE, HSPA+VERBESSERUNGEN UND FEMTOZELLEN .. 136
3.1.7 3GPP RELEASE 9: DIGITALE DIVIDENDE UND DUAL CELL 137
3.1.8 3GPP RELEASE 10 UND 11: LTE-ADVANCED 138
3.2 WICHTIGE NEUE KONZEPTE IN UMTS RELEASE 99 139
3.2.1 DER RADIO ACCESS BEARER (RAB) 139
3.2.2 AUFTEILUNG IN ACCESS STRATUM UND NON-ACCESS STRATUM 140 3.2.3
GEMEINSAMES UEBERTRAGUNGSPROTOKOLL FUER CS UND PS 141
3.3 CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS (CDMA) 142
3.3.1 SPREIZFAKTOR, CHIPRATE UND PROZESSGEWINN *... 146
3.3.2 DER OVSF-CODEBAUM 147
3.3.3 SCRAMBLING IN UPLINK- UND DOWNLINK-RICHTUNG 148
3.3.4 FREQUENZ-UND ZELLPLANUNG IN UMTS 150
3.3.5 NEAR-FAR-EFFEKT UND ZELLATMUNG 150
3.3.6 VORTEILE DES UMTS-RADIONETZWERKES GEGENUEBER GSM 152 3.4
UMTS-KANALSTRUKTUR AUF DER LUFTSCHNITTSTELLE 154
3.4.1 USER PLANE UND CONTROL PLANE 154
3.4.2 COMMON UND DEDICATED-KANAELE 155
3.4.3 LOGISCHE, TRANSPORT- UND PHYSIKALISCHE KANAELE 156
3.4.4 BEISPIEL: NETZWERKSUCHE 160
3.4.5 BEISPIEL: DER ERSTE NETZWERKZUGRIFF 162
3.4.6 DER UU PROTOKOLL STACK 164
3.5 DAS UMTS TERRESTRIAL RADIO ACCESS NETWORK (UTRAN) 169
3.5.1 NODE-B, IUB INTERFACE, NBAP UND FP 169
3.5.2 DER RNC, IU, IUB UND IUR-SCHNITTSTELLE, RANAP UND RNSAP 171 3.5.3
ADAPTIVE MULTI-RATE-NB UND-WB FUER SPRACHUEBERTRAGUNG 176 3.5.4 RADIO
RESOURCE CONTROL (RRC)-ZUSTAENDE 178
3.6 MOBILITY MANAGEMENT AUS SICHT DES KERNNETZES 183
3.7 MOBILITY MANAGEMENT AUS SICHT DES RADIONETZWERKES 184
3.7.1 MOBILITY MANAGEMENT IM CELL-DCH-ZUSTAND 184
3.7.2 MOBILITY MANAGEMENT IM IDLE-ZUSTAND 192
3.7.3 MOBILITY MANAGEMENT IN ANDEREN ZUSTAENDEN 194
3.8 UMTS CS UND PS-VERBINDUNGSAUFBAU 196
3.9 HIGH SPEED DOWNLINK PACKET ACCESS (HSDPA) 200
3.9.1 HSDPA-KANAELE 200
3.9.2 KLEINERE DELAY- ZEITEN UND HYBRID ARQ (HARQ) 202
3.9.3 SCHEDULING IM NODE-B 204
3.9.4 ADAPTIVE MODULATION, CODIERUNG UND GESCHWINDIGKEIT 205 3.9.5 AUF-
UND ABBAU EINER HSDPA-VERBINDUNG 208
3.9.6 HSDPA MOBILITY MANAGEMENT 209
IMAGE 4
XII
INHALTSVERZEICHNIS
3.10 HIGH SPEED UPLINK PACKET ACCESS (HSUPA) 210
3.10.1 E-DCH-KANALSTRUKTUR 212
3.10.2 DER E-DCH-PROTOKOLL STACK 215
3.10.3 E-DCH SCHEDULING 217
3.10.4 E-DCH MOBILITY 220
3.10.5 E-DCH-ENDGERAETE 221
3.11 CONTINUOUS PACKET CONNECTIVITY 222
3.11.1 EIN NEUES UPLINK CONTROL CHANNEL SLOT FORMAT 222
3.11.2 REDUZIERUNG DES CQI REPORTING INTERVALS, DTX UND DRX 223 3.11.3
HS-SCCH DISCONTINUOUS RECEPTION 223
3.11.4 HS-SCCH-LESS OPERATION 224
3.11.5 ENHANCED CELL-FACH, CELL/URA PCH STATES 225
3.12 FAST DORMANCY 227
3.13 FRAGEN UND AUFGABEN 227
4 LONG TERM EVOLUTION (LTE) 229
4.1 EINLEITUNG UND UEBERBLICK 229
4.2 NETZWERK-ARCHITEKTUR UND SCHNITTSTELLEN 231
4.2.1 LTE-ENDGERAETE UND DIE LTE UU-SCHNITTSTELLE 232
4.2.2 DER ENODEB UND DIE S1 UND X2-SCHNITTSTELLEN 234
4.2.3 DIE MOBILITY MANAGEMENT ENTITY (MME) 238
4.2.4 DAS SERVING-GATEWAY 239
4.2.5 DAS PDN-GATEWAY 240
4.2.6 DASHSS 240
4.3 DIE LTE-LUFTSCHNITTSTELLE UND DAS RADIONETZWERK 241
4.3.1 OFDMA FUER DIE DATENUEBERTRAGUNG IM DOWNLINK 242
4.3.2 SC-FDMA FUER UPLINK UEBERTRAGUNGEN 244
4.3.3 SYMBOLE, SLOTS, RADIO BLOCKS UND FRAMES 245
4.3.4 REFERENZ- UND SYNCHRONISATIONS-SIGNALE 247
4.3.5 DAS LTE-KANALMODEL IN DOWNLINK-RICHTUNG 248
4.3.6 DOWNLINK MANAGEMENT-KANAELE 249
4.3.7 SYSTEM INFORMATION MESSAGES 250
4.3.8 DAS LTE-KANALMODEL IN DER UPLINK-RICHTUNG 250
4.3.9 MULTIPLE INPUT MULTIPLE OUTPUT UEBERTRAGUNGEN 251
4.3.10 HARQ 253
4.3.11 PDCP - KOMPRIMIERUNG UND VERSCHLUESSELUNG 253
4.4 SCHEDULING 254
4.4.1 DOWNLINK SCHEDULING 254
4.4.2 UPLINK SCHEDULING 257
4.5 GRUNDSAETZLICHE PROZEDUREN 258
4.5.1 NETZWERKSUCHE 258
4.5.2 ATTACH UND AKTIVIERUNG DES DEFAULT BEARERS 261
4.5.3 HANDOVER SZENARIEN 265
IMAGE 5
INHALTSVERZEICHNIS XIII
4.6 MOBILITY MANAGEMENT UND LEISTUNGSOPTIMIERUNG 268
4.6.1 MOBILITAETSMANAGEMENT IM CONNECTED STATE 268
4.6.2 MOBILITY MANAGEMENT IM IDLE STATE 269
4.7 LTE SICHERHEITSARCHITEKTUR 271
4.8 ZUSAMMENSPIEL MIT UMTS UND GSM 272
4.8.1 CELL RESELECTION ZWISCHEN LTE UND GSM/UMTS 273
4.8.2 RELEASE MIT REDIRECT ZWISCHEN LTE UND GSM/UMTS 274
4.8.3 HANDOVER ZWISCHEN LTE UND GSM/UMTS 275
4.9 BACKHAULVERBINDUNGEN 276
4.10 SELF-ORGANIZING NETWORKS 277
4.11 CS-FALLBACK FUER SPRACHE UND SMS MIT LTE 278
4.11.1 SMS UEBER SGS 279
4.11.2 CS FALLBACK 280
4.12 VOICE OVER LTE (VOLTE) 283
4.12.1 DAS SESSION INITIATION PROTOCOL (SIP) 284
4.12.2 DAS IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM (IMS) UND VOLTE 289
4.12.3 SINGLE RADIO VOICE CALL CONTINUITY 293
4.13 FRAGEN UND AUFGABEN 295
5 WIRELESS LAN IEEE 802.11 297
5.1 WIRELESS LAN UEBERBLICK 297
5.2 GESCHWINDIGKEITEN UND STANDARDS 298
5.3 WLAN-KONFIGURATIONEN: VON AD-HOC BIS WIRELESS BRIDGING 300 5.3.1
AD-HOC, BSS, ESS UND WIRELESS BRIDGING 300
5.3.2 SSID UND FREQUENZWAHL 303
5.4 MANAGEMENT-OPERATIONEN 305
5.5 DIE MAC-SCHICHT 311
5.5.1 ZUGRIFFSSTEUERUNG AUF DAS UEBERTRAGUNGSMEDIUM 311
5.5.2 DER MAC HEADER 314
5.6 PHYSICAL LAYER UND MAC-ERWEITERUNGEN 315
5.6.1 IEEE 802.11B MIT BIS ZU 11 MBIT/S 316
5.6.2 IEEE 802.1 LG MIT BIS ZU 54 MBIT/S 318
5.6.3 IEEE 802.1 LA MIT BIS ZU 54 MBIT/S 320
5.6.4 IEEE 802.1 IN MIT BIS ZU 600 MBIT/S 321
5.6.5 802.1 LAC 331
5.7 WIRELESS LAN-SICHERHEIT 333
5.7.1 WIRED EQUIVALENT PRIVACY (WEP) 333
5.7.2 WPA UND WPA2 PERSONAL MODE-AUTHENTIFIZIERUNG 335
5.7.3 WPA UND WPA2 ENTERPRISE MODE AUTHENTIFIZIERUNG 336
5.7.4 AUTHENTIFIZIERUNG MIT EAP-SIM 338
5.7.5 VERSCHLUESSELUNG MIT WPA UND WPA2 340
5.7.6 WI-FI PROTECTED SETUP (WPS) 342
5.8 IEEE 802.LLE UND WMM - QUALITY OFSERVICE 343
IMAGE 6
XIV
INHALTSVERZEICHNIS
5.9 VERGLEICH ZWISCHEN WIRELESS LAN UND LTE 350
5.10 FRAGEN UND AUFGABEN 354
6 BLUETOOTH 355
6.1 UEBERBLICK UND ANWENDUNGEN 355
6.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN 357
6.3 PICONETZE UND DAS MASTER SLAVE KONZEPT 359
6.4 DER BLUETOOTH PROTOKOLL STACK 362
6.4.1 DER BASEBAND LAYER 362
6.4.2 DER LINK CONTROLLER 367
6.4.3 DER LINK MANAGER 370
6.4.4 DAS HCL INTERFACE 372
6.4.5 DER L2CAP LAYER 374
6.4.6 DAS SERVICE DISCOVERY PROTOCOL 376
6.4.7 DER RFCOMM LAYER 378
6.4.8 AUFBAU EINER VERBINDUNG IM UEBERBLICK 380
6.5 BLUETOOTH SICHERHEIT 381
6.5.1 PAIRING BIS BLUETOOTH 2.0 381
6.5.2 PAIRING AB BLUETOOTH 2.1 (SECURE SIMPLE PAIRING) 383
6.5.3 AUTHENTIFIZIERUNG 385
6.5.4 VERSCHLUESSELUNG 386
6.5.5 AUTORISIERUNG 387
6.5.6 SICHERHEITSMODI 387
6.6 BLUETOOTH PROFILE 388
6.6.1 GRUNDLEGENDE PROFILE: GAP, SDP UND SERIAL PROFILE 390
6.6.2 OBJECT EXCHANGE PROFILE: FTP, OBJECT PUSH UND SYNCHRONIZE 391
6.6.3 HEADSET, HANDS-FREE UND SIM-ACCESS PROFILE 394
6.6.4 HIGH QUALITY AUDIO STREAMING 397
6.7 FRAGEN UND AUFGABEN 401
WEITERFUEHRENDE LITERATUR 403
SACHWORTVERZEICHNIS 405
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| author | Sauter, Martin |
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