Grundkurs Mobile Kommunikationssysteme: UMTS, HSDPA und LTE, GSM, GPRS und Wireless LAN

Cover......Page 1
Grundkurs
Mobile
Kommunikationssysteme,
4. Auflage......Page 3
ISBN 9783834814074......Page 4
Vorwort zur vierten Auflage......Page 6
Vorwort zur ersten Auflage......Page 8
Inhaltsverzeichnis......Page 10
1.1.1 Klassische Leitungsvermittlung......Page 17
1.1.2 Virtuelle Leitungsvermittlung über IP......Page 20
1.2 Standards......Page 21
1.3 Übertragungsgeschwindigkeiten......Page 22
1.4 Das Signalisierungssystem Nr. 7......Page 24
1.4.1 Klassischer SS-7-Protokollstack......Page 25
1.4.2 Spezielle SS-7-Protokolle für GSM......Page 28
1.4.3 IP-basierter SS-7-Protokollstack......Page 30
1.6.1 Die Mobile Vermittlungsstelle (MSC)......Page 32
1.6.2 Das Visitor Location Register (VLR)......Page 37
1.6.3 Das Home Location Register (HLR)......Page 38
1.6.4 Das Authentication Center (AC)......Page 44
1.6.5 Das Short Message Service Center (SMSC)......Page 46
1.7.1 Frequenzbereiche......Page 48
1.7.2 Base Transceiver Station (BTS)......Page 51
1.7.3 Die GSM-Luftschnittstelle......Page 53
1.7.4 Der Base Station Controller (BSC)......Page 63
1.7.5 Die TRAU für Sprachdatenübertragung......Page 69
1.7.6 Channel Coder und Interleaver in der BTS......Page 74
1.7.7 Verschlüsselung und Sicherheitsaspekte......Page 77
1.7.9 Voice Activity Detection......Page 82
1.8.1 Cell Reselection und Location Area Update......Page 85
1.8.2 Mobile Terminated Call......Page 87
1.8.3 Handoverszenarien......Page 91
1.9 Mobile Endgeräte......Page 94
1.10 Die SIM-Karte......Page 98
1.11 Das Intelligent Network Subsystem und CAMEL......Page 104
1.12 Fragen und Aufgaben......Page 108
2.1 Leitungsvermittelte Datenübertragung......Page 109
2.2 Paketorientierte Datenübertragung......Page 111
2.3.1 GPRS Timeslot-Nutzung im Vergleich zu GSM......Page 114
2.3.2 Gleichzeitige Nutzung einer Basisstation von GSM und GPRS......Page 117
2.3.3 Coding Schemes......Page 118
2.3.4 EDGE (EGPRS)......Page 120
2.3.5 Mobile Device Classes......Page 122
2.3.6 Network Operation Mode (NOM)......Page 123
2.3.7 GPRS-Kanalstruktur auf der Luftschnittstelle......Page 126
2.4 GPRS-Zustandsmodell......Page 129
2.5.1 Die Packet Control Unit (PCU)......Page 133
2.5.2 Der Serving GPRS Support Node (SGSN)......Page 135
2.5.3 Der Gateway GPRS Support Node (GGSN)......Page 138
2.6 GPRS Radio Resource Management......Page 139
2.7 GPRS-Schnittstellen und Protokolle......Page 143
2.8.1 Mobility Management-Aufgaben......Page 150
2.8.2 GPRS Session Management......Page 154
2.9 Session Management aus Anwendersicht......Page 157
2.9.1 Leitungsvermittelter Verbindungsaufbau......Page 158
2.9.2 GPRS-Verbindungsaufbau......Page 159
2.10 Der Multimedia Messaging Service (MMS) über GPRS......Page 162
2.11 Weiterentwicklung von EDGE......Page 169
2.12 Fragen und Aufgaben......Page 170
3.1 Überblick, Historie und Zukunft......Page 171
3.1.1 3GPP Release 99: Die erste Version des neuen Radionetzwerks......Page 173
3.1.2 3GPP Release 4: Bearer Independent Core Network......Page 176
3.1.3 3GPP Release 5: IP Multimedia Subsystem und HSDPA......Page 177
3.1.5 3GPP Release 7: HSPA+ und CPC......Page 180
3.1.6 3GPP Release 8: LTE, HSPA+ Verbesserungen und Femtozellen......Page 182
3.1.7 3GPP Release 9: Digitale Dividende und Dual Cell......Page 183
3.2 Wichtige neue Konzepte in UMTS Release 99......Page 184
3.2.1 Der Radio Access Bearer (RAB)......Page 185
3.2.2 Aufteilung in Access Stratum und Non-Access Stratum......Page 186
3.2.3 Gemeinsames Übertragungsprotokoll für CS und PS......Page 187
3.3 Code Division Multiple Access (CDMA)......Page 188
3.3.1 Spreizfaktor, Chiprate und Prozessgewinn......Page 193
3.3.2 Der OVSF-Codebaum......Page 194
3.3.3 Scrambling in Uplinkund Downlink-Richtung......Page 196
3.3.5 Near-Far-Effekt und Zellatmung......Page 199
3.3.6 Vorteile des UMTS-Radionetzwerkes gegenüber GSM......Page 202
3.4.1 User Plane und Control Plane......Page 205
3.4.3 Logische, Transportund Physikalische Kanäle......Page 206
3.4.4 Beispiel: Netzwerksuche......Page 212
3.4.5 Beispiel: Der erste Netzwerkzugriff......Page 215
3.4.6 Der Uu Protokoll Stack......Page 217
3.5.1 Node-B, Iub Interface, NBAP und FP......Page 224
3.5.2 Der RNC, Iu, Iub und Iur-Schnittstelle, RANAP und RNSAP......Page 226
3.5.3 Adaptive Multi Rate (AMR) für Sprachübertragung......Page 233
3.5.4 Radio Resource Control (RRC)-Zustände......Page 234
3.6 Mobility Management aus Sicht des Kernnetzes......Page 241
3.7 Mobility Management aus Sicht des Radionetzwerkes......Page 242
3.7.1 Mobility Management im Cell-DCH-Zustand......Page 243
3.7.2 Mobility Management im Idle-Zustand......Page 254
3.7.3 Mobility Management in anderen Zuständen......Page 256
3.8 UMTS CS und PS-Verbindungsaufbau......Page 258
3.9 High Speed Downlink Packet Access......Page 262
3.9.1 HSDPA-Kanäle......Page 263
3.9.2 Kleinere DelayZeiten und Hybrid ARQ (HARQ)......Page 265
3.9.3 Scheduling im Node-B......Page 268
3.9.4 Adaptive Modulation, Codierung und Geschwindigkeit......Page 269
3.9.5 Aufund Abbau einer HSDPA-Verbindung......Page 272
3.9.6 HSDPA Mobility Management......Page 274
3.10 UMTS Release 6: High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)......Page 276
3.10.1 E-DCH-Kanalstruktur......Page 278
3.10.2 Der E-DCH-Protokoll Stack......Page 282
3.10.3 E-DCH Scheduling......Page 285
3.10.4 E-DCH Mobility......Page 289
3.10.5 E-DCH-Endgeräte......Page 290
3.11 Continuous Packet Connectivity......Page 292
3.12 Fast Dormancy......Page 293
3.13 Fragen und Aufgaben......Page 294
4.1 Einleitung und Überblick......Page 295
4.2 Netzwerk-Architektur und Schnittstellen......Page 298
4.2.1 LTE-Endgeräte und die LTE Uu-Schnittstelle......Page 299
4.2.2 Der eNodeB und die S1 und X2-Schnittstellen......Page 301
4.2.3 Die Mobility Management Entity (MME)......Page 305
4.2.4 Das Serving-Gateway......Page 307
4.2.5 Das PDN-Gateway......Page 308
4.3 Die LTE-Luftschnittstelle und das Radionetzwerk......Page 309
4.3.1 OFDMA für die Datenübertragung im Downlink......Page 310
4.3.2 SC-FDMA für Uplink Übertragungen......Page 313
4.3.3 Symbole, Slots, Radio Blocks und Frames......Page 315
4.3.4 Referenzund Synchronisations-Signale......Page 316
4.3.5 Das LTE-Kanalmodel in Downlink-Richtung......Page 318
4.3.6 Downlink Management-Kanäle......Page 319
4.3.7 System Information Messages......Page 320
4.3.8 Das LTE-Kanalmodel in der Uplink-Richtung......Page 321
4.3.9 Multiple Input Multiple Output Übertragungen......Page 322
4.3.10 HARQ......Page 324
4.4 Scheduling......Page 325
4.4.1 Downlink Scheduling......Page 326
4.5 Grundsätzliche Prozeduren......Page 330
4.5.1 Netzwerksuche......Page 331
4.5.2 Attach und Aktivierung des Default Bearers......Page 334
4.5.2.1 Die erste Kontaktaufnahme......Page 335
4.5.2.3 Context Establishment im Radionetzwerk......Page 337
4.5.3 Handover Szenarien......Page 339
4.5.3.1 X2 Handover......Page 340
4.5.3.2 MME und Serving-Gateway-Änderungen......Page 342
4.6.1.1 Discontinuous Reception (DRX) im Connected State......Page 343
4.6.2 Mobility Management im Idle State......Page 344
4.7 Zusammenspiel mit UMTS und GSM......Page 346
4.7.1 Cell Reselection zwischen LTE und GSM/UMTS......Page 347
4.7.2 Cell Change Order zwischen LTE und GSM/UMTS......Page 348
4.8 Self-Organizing Networks......Page 350
4.9 Fragen und Aufgaben......Page 352
5.1 Wireless LAN Überblick......Page 353
5.2 Geschwindigkeiten und Standards......Page 354
5.3.1 Ad-hoc, BSS, ESS und Wireless Bridging......Page 357
5.3.2 SSID und Frequenzwahl......Page 361
5.4 Management-Operationen......Page 364
5.5 Die MAC-Schicht......Page 371
5.5.1 Zugriffssteuerung auf das Übertragungsmedium......Page 372
5.5.2 Der MAC Header......Page 376
5.6.1 IEEE 802.11b mit bis zu 11 MBit/s......Page 377
5.6.2 IEEE 802.11g mit bis zu 54 MBit/s......Page 382
5.6.3 IEEE 802.11a mit bis zu 54 MBit/s......Page 384
5.6.4 IEEE 802.11n mit bis zu 600 MBit/s......Page 385
5.7 Wireless LAN-Sicherheit......Page 399
5.7.1 Wired Equivalent Privacy (WEP)......Page 400
5.7.2 WPA und WPA2 Personal Mode-Authentifizierung......Page 401
5.7.3 WPA und WPA2 Enterprise Mode Authentifizierung......Page 404
5.7.4 Authentifizierung mit EAP-SIM......Page 406
5.7.5 Verschlüsselung mit WPA und WPA2......Page 409
5.8 IEEE 802.11e und WMM — Quality of Service......Page 411
5.9 Vergleich zwischen Wireless LAN und UMTS......Page 419
5.10 Fragen und Aufgaben......Page 425
Literaturverzeichnis......Page 427
B......Page 429
D......Page 430
H......Page 431
M......Page 432
P......Page 433
S......Page 434
U......Page 435
Z......Page 436