Zellulare Netze - Institute of Computer Science

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3. Zellulare Netze
Geschichte
Mobilfunk: Übertragung von Signalen und Nachrichten zwischen
Sende-Empfangsantenne. Eine Antenne ist fest, die andere
beweglich (MS = Mobilstation, „Handy“)
Anfänge des Mobilfunks reichen bis in die 20er Jahre!
Öffentliches Funktelefon in der Reichsbahn
1946 erstes Mobiltelefon in den USA: 18 kg, 8 min. Akku
1957 wurde in Deutschland das erste Mobilfunknetz in Betrieb
genommen, das sog. A-Netz, handvermittelt, 137 Rufzohnen
1972 Inbetriebnahme des B-Netzes, selbstvermittelt, aber
separate Tel-nr. in jeder Rufzohne (man muss also immer
wissen, wo sich jemand befindet, den man anrufen möchte)
Zellulare Netze
Generation 1 (1G)
Generation 2 (2G)
Generation 2.5 (2.5G)
Generation 3 (3G)
Generation 4 (4G)
Prof. Dr. Dieter Hogrefe
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Geschichte
Geschichte
1981 erstes analoges zellulares Netz mit fester Nummer pro
Teilnehmer, automatisches Handover, Roaming. NMT450
Skandinavien, man bezeichnet dies als 1G (1. Generation)
1981 C-Netz in Deutschland, bis 1.1.2001
1982 erste Arbeiten an digitaler Mobilfunktechnik, die neue
Dienste effizient ermöglicht (SMS, Rufumleitung, …), Groupe
Spéciale Mobile (GSM)
1987 wurden die daraus resultierenden Ergebnisse von 18
Staaten in Form des "Memorandum of Understanding"
unterzeichnet. 1988 wurden die Standards vom europäischen
Institut ETSI übernommen, und fortan weiterentwickelt
2G (2. Generation)
1992 erste GSM-Netze
1993 bereits über 1.000.000 Teilnehmer
Mobilkommunikation
3.2

1998 GSM 1800
1999 Wireless Application Protocol (WAP)
1999 HSCSD
2000 GPRS, Generation 2.5 (2.5G)
25.9.2002 Erste Inbetriebnahme eines 3G-Netzes in Europa
(UMTS) in Österreich
Kapazität des UMTS-Netzes der österreichischen Mobilkom
beträgt bei Datenübertragung 384 kbps bei Video-Calls 664
kbps
Dezember 2006 NTT DoCoMo nimmt 4G Testnetz in Yokosuka
in Japan in Betrieb. Transferrate von 2,5 Gigabit pro Sekunde.
Februar 2007 Feldversuch mit 100 Gigabit/s bei 10 km/h
3.3
Mobilkommunikation
3.4
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Generationen
Histore von 1G
Generation 0 (0G):
Rufzonen, kein Handover
Generation 1 (1G):
Analog, einheitliche Rufnummer
Generation 2 (2G):
Generation 2.5 (2.5G):
Anfang der 80er Jahre
War nicht der Beginn der Mobilkommunikation
Aber Beginn zellularer Mobilkommunikation mit Handover
zwischen Zellen und Roaming
Kapazität von 1G war erheblich größer, als frühere Systeme
(z.B. A- und B-Netz in Europa), wg. SDMA
Analoge Übertragungstechnik für Nutzkanäle, i.d.R.
ausschließlich Sprache
Digitale Signalisierung bei leitungsvermittelter Wählverbindung
Kein dominanter Standard:
Digital
Datenübertragung
Generation 3 (3G):
Breitbandig digital
Generation 4 (4G):
Vollständig IP basiert

etc.
Nordic Mobile Telephone NMT-450 und NMT-900
Total Access Communication System (TACS)
Advanced Mobile Phone Services (AMPS)
C-Netz (Deutschland)
Radiocomm 2000 (Frankreich)
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.5
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
NMT 450 Nordic Mobile Telephone
Advanced Mobile Phone Services (AMPS)
weit verbreitetes analoges Netz in (Nord-) Europa, später auch z.B.
Osteuropa, Schweiz, Indonesien, Thailand
im 450 MHz-Band (gibt auch 900 MHz Variante)
180 Kanäle á 25 kHz
U.S. Standard im 800 MHz-Band, auch Südamerika, Ferner Osten,
Australien und Neuseeland
Dominierender Standard im US-Markt, fast alle Netzbetreiber
nutzen diesen Standard
Erfolgsrezept: Massenproduktion von Netzequipment
Von AT&T in den 70ern entwickelt
Trotz Nutzung eines einheitlichen Standards, kein Roaming
zwischen den hunderten Netzen in den USA aus technischen
Gründen bis Mitte der 90er
Nutzer zahlt eingehende und ausgehende Anrufe
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.6
3.7
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.8
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Total Access Communication System (TACS):
Allgemeine Eigenschaften

britischer Standard, aber auch Mittlerer Osten und Südeuropa,
Japan
basiert auf AMPS im 900 MHz-Band
Einrichtungsbeginn:1981
Einsatzgebiet: Deutschland
Endkapazität: ca. 500000 Teilnehmer
Vorwahlnummer: 0161 (wird seit der Auflösung für D1 verwendet)
Auflösung: 01.01.2001
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.9
3. Zellulare Netze
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.10
3. Zellulare Netze
Zellen-Cluster im C-Netz
Technische Eigenschaften
Radius 2 km - 20 km
Übertragung: Sprach- und Datensignale werden durch Komprimierung
gleichzeitig übertragen
Sprachsignale analog, 300 bis 3400 Hz
Frequenzbereich von der Basisstation zum Teilnehmer (Überband):
461,30 bis 465,74 MHz
Frequenzbereich vom Teilnehmer zur Basisstation (Unterband):
451,30 bis 455,74 MHz
Duplexabstand: 10 MHz
Kanalabstand: 20 kHz (222 Kanäle)
Ausgangsleistung des Senders: 5 mW bis 15 W
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.11
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.12
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Übertragungstechnik im C-Netz
Übertragungsweg
Schon in der ersten Generation: den kleinsten Teil der Übertragungsstrecke
wird ein Mobilfunk-Gespräch über Funk geführt
Sender teilt die Sprachsignale (S)
in Blöcke mit jeweils 12,5 ms ein
Durch Komprimierung der Blöcke
entstehen Zeitschlitze zwischen
den Blöcken mit ca. 1,1 ms
In den Zeitschlitzen werden
Datensignale (D) zur Steuerung,
z.B. Handover, untergebracht
Empfänger trennt die
Sprachsignale und Datenblöcke
wieder voneinander, und
dekomprimiert das Sprachsignal
Handynutzer
Festnetz
Handynutzer
Festnetztelefon
Festnetz
Festnetz
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3.13
Generation 1 (1G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Zweite Generation zellularer Netze (2G)
Haupt-Standards für die 2. Generation
Digitale Übertragungstechnik für Nutzkanäle und Signalisierung
Höhere Kapazität, breiteres Frequenzspektrum
Hierarchische Zellstruktur: Makro-, Mikro- und Picozellen

Global System for Mobile Communication (GSM)
Digital AMPS (D-AMPS)
IS-95
Personal Digital Cellular (PDC)
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.14
3.15
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.16
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM (Global System for Mobile Communications)
GSM
GSM ist das erfolgreichste 2G-System mit einem weltweiten Anteil
von etwa 70%
1982: CEPT gründet Group Spéciale Mobile (GSM)
1988 Zeigen erste Versuche, dass GSM funktionieren könnte
1989 Übernahme der Arbeiten durch ETSI (European
Telecommunications Standards Institute)
geplant: Juli 1991 Inbetriebnahme erster Netze (aber es gab keine
korrekt funktionierenden Endgeräte)
1992 Inbetriebnahme erster Netze
1993 bereits mehr als eine Million Teilnehmer
1993 erste Implementierung außerhalb Europas (Australien,
Hongkong, Neuseeland)
z.Zt ca. 2.400.000.000 Teilnehmer (ca. 87 Mio. in Deutschland)
http://www.gsmworld.com
weltweite Abdeckung: http://www.gsmworld.com/roaming/gsminfo
Digitales Netz im 900, 1800 und 1900 MHz Band
In Deutschland T-Mobile, Vodafone, E-Plus, O2
„Roaming“-Verträge machen aus den verschiedenen GSM-Netzen
ein einziges großes Netz
Es sind auch 400 MHz und 800 MHz Varianten standardisiert, um
z.B. freiwerdende Frequenzen von NMT-450 wieder verwenden zu
können
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.17
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
GSM – Beispiel: Netzabdeckung in den USA 2007
Cingular Wireless
GSM – Beispiel: Netzabdeckung in China 2007
Quelle: GSM Association
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.18
3.19
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.20
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM – Beispiel: Netzabdeckung in Deutschland
T-Mobile
GSM Systemarchitektur
VLR
HLR
Festnetz, z.B.
ISDN
BSC
(G)MSC
Core Network
(CN)
BTS
Base Station Subsystem (BSS) =
Radio Access Network (RAN)
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.21
3. Zellulare Netze
3.22
3. Zellulare Netze
GSM - Komponenten
MS
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
GSM - Komponenten
Mobile Station
BTS
max. Sendeleistung beträgt 2-20W
Eine MS funktioniert nur mit SIM (Subscriber Identification Module):
Base (Transceiver) Station
Ist das Gegenstück zur MS
Befindet sich i.d.R. in der Mitte einer Zelle
„Smart-Card“ mit Memory-Chip
Identifiziert den Teilnehmer im Netz
Kann persönliche Daten speichern, z.B. häufig benutzte
Telefonnummern
Kann durch eine PIN geschützt werden
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.23
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.24
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM - Komponenten
BSC
GSM - Komponenten
(Gateway) Mobil Switching Center
Base Station Controller
(G)MSC
Überwacht und kontrolliert mehrere BTS
Frequenzallokation
Handoverfunktionen zwischen Zellen
Schnittstelle zum Festnetz
Komplette Vermittlungsanlage mit allen Routingfunktionalitäten für
Gespräche vom Festnetz zur MS und umgekehrt
Enthält wichtige Daten über individuelle MS
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.25
3. Zellulare Netze
3.26
3. Zellulare Netze
GSM - Komponenten
HLR
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
GSM - Komponenten
Home Location Register
VLR
Ist das „Zuhause“ einer MS (bzw. SIM)
Enthält die Daten aller beheimateten MS
Permanente Daten:
Visitor Location Register
Enthält alle relevanten Daten einer MS im Bereich eines GMSC
Permanente Daten sind die gleichen wie die im HLR
Temporäre Daten sind etwas anders:
IMSI (International Mobile Subscriber Identification Number)
TMSI (Temporäre MSI), um nicht immer die IMSI über die
Luftschnittstelle zu übertragen (Datenschutz)
(Nicht identisch mit der Telefonnummer)
Authentifizierungsschlüssel
die Zusatzdienste des Mobilnehmers (z.B. Anrufweiterleitung)
Temporäre Daten, z.B.:
Adresse des gegenwärtigen VLR
Zieladresse bei Anrufweiterleitung
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.27
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.28
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Frequenzallokation GSM 900
Frequenzallokation GSM 1800
35 Mhz Band = 175 × 200 Khz Kanäle
8 Benutzer pro Kanal (Time slots)
880 - 915 Mhz (uplink)
1710 - 1785 Mhz (uplink)
925 - 960 Mhz (downlink)
1805 - 1880 Mhz (downlink)
...
Kanal 45
Kanal 44
Kanal 43
...
891,2 Mhz
891,0 Mhz
890,8 Mhz
890,6 Mhz
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.29
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.30
3. Zellulare Netze
GSM – TDMA Verfahren
GSM – TDMA Verfahren
Zugriff auf einen Frequenz-Kanal ist nur zu bestimmten
periodischen Zeitpunkten gestattet
Einer MS werden in GSM für Uplink und Downlink die gleichen
TDMA-Schlitze zugeordnet, wobei die Rahmen allerdings um 3
Schlitze verschoben sind. Vorteile:
kein gleichzeitiges Senden und Empfangen notwendig, einfache
Antenne
weniger Energiebedarf
geringere Kosten
Jede MS hat einen Zeitschlitz in einem TDMA-Rahmen
MS A
… 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 …
Time Division Duplex
TDMA-Rahmen
4,615 ms
… 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 …
downlink
… 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 …
uplink
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.31
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.32
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM Datenstoß (Burst)
Auf- und Abbau der Antennenenergie erfolgt im Mikrosekundenbereich
dB
+4
Struktur eines normalen Datenstoßes
("Normal Burst") in einem Zeitschlitz:
T
3
-6
Codierte
Daten
57 Bits
S
1
Training
Sequenz
26 Bits
S
1
Codierte
Daten
57 Bits
T
3
GP
8,25
148 Bits = 546.12 μs
-30
T (Tail Bits)
S (Signalling/User Data)
GP (Guard Period)
(147 bits)
-70
28 μs
542.8 μs
28 μs
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.33
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.34
3. Zellulare Netze
GSM - Logische Kanäle
Für die GSM-Zeitschlitzübertragung sind 5 Datenformate definiert,
die man als Übertragungsbursts bezeichnet
Nutzkanäle
Die Nutzkanäle stehen dem Benutzer zur Übertragung von Sprache
oder Daten zu Verfügung.
TCH/FS Traffic Channel/Full Rate Speech (Sprachkanal mit voller Bitrate), auf
diesem Kanal werden die Sprachdaten mit einer Rate von 13 kbit/s übertragen.
TCH/HS Traffic Channel/Half Rate Speech (Sprachkanal mit halber Bitrate).
Dieser Sprachkanal ist vorgesehen, um eine Verdoppelung der
Teilnehmerzahlen bei gleichen Ressourcen zu ermöglichen.
TCH/F9,6/4,8/2,4 Datenkanal mit einer Datenrate von 9,6/4,8/2,4 kbit/s. Zur
Datenübertragung wird ein normaler Sprachkanal mit voller Bitrate verwendet,
der dann an der Mobilstation auf einen Datenkanal umgeschaltet wird.
TCH/H4,8/2,4 Datenkanal mit einer Datenrate von 4,8/2,4 kbit/s. Zur
Datenübertragung wird ein normaler Sprachkanal mit halber Bitrate verwendet
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.35
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.36
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Signalisierungskanäle
Signalisierungskanäle - Funkkontrollkanäle
Man unterscheidet
Die Funkkontrollkanäle dienen der Übertragung der physikalischen Informationen
zum Aufsynchronisieren und der zellspezifischen Daten von der Basisstation zur
Mobilstation hin:
BCCH: Broadcast Control Channel (Sende-Kontroll-Kanal, Basiskanal), über diesen
Kontrollkanal informiert die Basisstation die Mobilstationen über netzwerkspezifische
Parameter. Diese Parameter sind unter anderem die augenblickliche Position (LAC Location Area Code), das Netzwerk (z.B. A1), Zelloptionen, Zugriffsparameter, usw.
Der BCCH enthält den FCCH und auch den SCH.
FCCH: Frequency Correction Channel (Frequenz-Korrektur-Kanal), über den FCCH
versorgt die Basisstation die Mobilstation mit dem Frequenznormal der Basisstation.
Der FCCH sendet in seinen Informationsbits nur Nullen, die zu einem Sinussignal
führen.
SCH: Synchronisation Channel (Synchronisations-Kanal), über diesen sendet die
Basisstation der Mobilstation erste Informationen zur zeitlichen Aufsynchronisation
auf das Netzwerk.
- Funkkontrollkanäle (BCH - Broadcast Channel),
- allgemeine Kontrollkanäle (CCCH - Common Control Channel)
- gewidmete Kontrollkanäle (DCCH - Dedicated Control Channel) mit
zugeordneten Kontrollkanälen (ACCH - Associated Control Channel).
Siehe z.B. http://www.boeschatt.at/Mobil/mobilfunk_html.php?gsm_glossar.php
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.37
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.38
3. Zellulare Netze
Signalisierungskanäle - allgemeine Kontrollkanäle
Signalisierungskanäle - gewidmete Kontrollkanäle
Die allgemeinen Kontrollkanäle dienen der Einrichtung eines physikalischen
Kanals zwischen Mobilstation und Basisstation, sowohl auf Wunsch der
Mobilstation als auch auf Wunsch der Basisstation.
Die gewidmeten Kontrollkanäle sind für eine Verbindung zwischen einer
Mobilstation und einer Basisstation vorgesehen.
RACH: Random Access Channel (Zufalls-Zugriffs-Kanal), über diesen logischen
Kanal fordert die Mobilstation einen Kanal von der Basisstation an.
PCH: Paging Channel (Anruf-Kanal), die Basisstation ruft über diesen Kanal
eine bestimmte Mobilstation an.
AGCH: Access Grant Channel (Zuweisungs-Kanal), die Basisstation weist der
Mobilstation über den AGCH einen Signalisierungs-Kanal zu.
SDCCH: Stand alone dedicated control channel ("alleinstehender" gewidmeter
Kontrollkanal), über den SDCCH kommunizieren sowohl Basisstation als auch
Mobilstation miteinander.
SACCH: Slow associated Control Channel (langsamer zugeordneter
Kontrollkanal). Wie der Name bereits sagt, wird dieser Kanal anderen Kanälen,
z.B. einem Nutzkanal oder dem Signalisierungskanal, zugeordnet z.B. für
Handover, etc.).
FACCH: Fast associated Control Channel (schneller zugeordneter
Kontrollkanal). Dieser Kontrollkanal überträgt dieselben Meldungen wie der
SDCCH, nur ist er dem TCH zugeordnet.
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.39
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.40
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM – Rahmenhierarchie
GSM - Beispiel für die Synchronisation
Synchronisation einer MS mit dem Netz (Vorgang dauert 2-20 Sekunden)
BTS nutzt einen FDMA-Kanal als Basiskanal (ein komplettes 200kHz
Frequenzband)
BTS sendet auf dem Basiskanal mit hoher Energie, d.h. jeder TDMARahmen wird mit einem „Dummy“-Stoß gefüllt. Daher ist der Basiskanal
leicht zu finden
In dem Basiskanal wird nach einem bestimmten Signalmuster gesucht
(FCCH)
An Hand des FCCH kann sich die MS frequenzseitig und an SCH
(Sync.-Bursts) zeitlich synchronisieren (TDMA) und nun relevante
Informationen lesen, die die BTS permanent auf dem Basiskanal
sendet:

Synchronisationsmuster der Zelle
wie kann die BTS angesprochen werden (Frequenz, Zeitschlitz)
Netzbetreiber (D1, D2, ...)
Lokation der Zelle (neues VLR? Wenn ja -> Registrierungsprozedur)
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.41
3. Zellulare Netze
BTS
GSM - Aufenthalts Aktualisierung (Location Update)
MS
BSC MSC VLR HLR
BTS
BSC MSC VLR HLR
Comparison of
Authentication parameters
Channel request
Channel activation
command
Assignment of the new
area and the TMSI
Channel Activation
acknowledge
Acknowledgement of the
new area and the TMSI
Channel assignment
Location update request
Authentication request
Authentication response
Entry of the new area and
TMSI into VLR and HLR
Channel release
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.42
3. Zellulare Netze
GSM – Aufenthalts Aktualisierung (Location Update)
MS
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.43
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.44
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM - Anrufaufbau - Mobil-Originating-Call (MOC)
MS
GSM - Anrufaufbau - Mobil-Originating-Call (MOC)
BTS
MS
BTS
Channel request
Channel assignment
Call establishment request
Authentication request
Authentication response
Ciphering command
Ciphering complete (now ciphering)
Setup message, indicating the desired
number
Call proceeding, the network routes the
call to the desired number
Assignment of a traffic channel for the
user data
Assignment complete, from now on all
messages are exchanged on traffic channel
Alerting, the called number is not busy and
the phone is ringing
Connect, the called party accepted the call
Connect acknowledge, now the call is active
and both parties can talk to each other
Exchange of speech data
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.45
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.46
3. Zellulare Netze
GSM - Handover
GSM - Handover
Wenn eine eingeschaltete MS von einer Zelle zur nächsten bewegt
wird, findet eine Handover-Prozedur statt
BTS teilt der MS auf dem Basiskanal eine Liste mit Kanälen von
Nachbarstationen mit
MS misst ständig den Signalpegel dieser Kanäle
Die Pegel der eigenen Zelle und die der Nachbarzellen werden
periodisch der BTS zurückgemeldet
Wenn sich Handover anbietet, wird es durchgeführt
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.47
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.48
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM - Handover
GSM - Handover
Es gibt verschiedene Arten von Handover
BTS 1
BTS 1
BTS 2
BTS 2
BSC 1
BSC 2
MSC 1
MSC 2
BSC
Falls MSC1 und MSC2
unterschiedlichen Netzbetreibern
gehören, ist ein spezieller Vertrag
(„Roaming“-Abkommen) zwischen
diesen nötig, in dem
Abrechnungsmodalitäten für fremde
SIMs definiert sind. Üblich: Tarif des
eigenen Netzes + 25% Aufschlag. Erst
durch „Roaming“ ist GSM europäisch,
bzw. international. Z.B. kein „Roaming“
zwischen D1 und D2, aber zwischen D1
und SFR (Frankreich) und D2 und SFR.
SFR Abonnenten können also D1 und
D2 nutzen.
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.49
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.50
3. Zellulare Netze
GSM - Handover
GSM - Dienste
Trägerdienste (Bearer Services)
Teledienste (Telematic Services)
Zusatzdienste (Supplementary Services)
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.51
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.52
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM - Trägerdienste (Bearer-Services)
GSM - Teledienste (Telematic-Services)
Dienste zwischen Benutzer und Netz
Basisdienste zwischen Endgeräten
Asynchronous data 300 - 9.600 kBit/s
Synchronous data 300 - 9.600 kBit/s
Asynchronous PAD access (paketvermittelndes Netz, Packet
assembler/disassembler)
300 - 9.600 kBit/s
Alternate speech and data
300 - 9.600 kBit/s
Sprachübertragung
full rate 13 kBit/s
half rate 6,5 kBit/s
Emergency Call (Sprache)
SMS (Short Message Service)
Alpha-numerische Kurznachrichten für das Display der Endgeräts
Telefax Gruppe 3 und 4
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.53
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
GSM - Zusatzdienste (Supplementary Services)
GSM - SMS
Der häufige SMS-Gebrauch von Jugentlichen führt nach einer
englischen Studie zu einem zunehmenden Verfall der
Grammatik- und Rechtschreibkenntnisse:
Dienste zwischen Endgeräten, z.B.
Call forwarding (busy, not reachable, no answer)
Call barring (all calls, international calls, incoming calls)
Calling/connected line identity presentation
Calling/connected line identity restriction
Call waiting
Call hold
Multiparty communication
Closed User Group
Advice of charge
Unstructured supplementary services data
Operator-determined barring
Call completion to busy subscriber
"My smmr hols wr CWOT. B4, we used 2go2 NY 2C my bro, his
GF & thr 3 :- FTF. ILNY, it´s a gr8 plc.„
"My summer holidays were a complete waste of time. Before, we used
to go to New York to see my brother, his girlfriend and their three
screaming kids face to face. I love New York, it´s a great place."
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.54
3.55
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.56
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
SMS - Einführung I
SMS - Einführung II
SMS = Short Message Service
Erste „Killerapplikation“ für Mobilfunk-Datenkommunikation
(Text-) Kurznachrichten für Mobiltelefone (Handy)
Anbindung von PC, FAX u.a. über Gateways
Empfangen und Senden vom Mobiltelefon aus
(two way multipurpose messaging)
Integration mit E-Mail, Voice-Mail, Fax über Mehrwertdienste des
Mobilfunkbetreibers (Unified Messaging)
In Europa sehr verbreitet, insbesondere Deutschland
Bestandteil des GSM-Standards („GSM Phase 1“)
In Amerika nicht besonders populär
Asynchron Î
Zustellung trotz belegtem oder ausgeschaltetem Mobiltelefon
Langsam Î
keine garantierte Zustellzeit
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.57
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.58
3. Zellulare Netze
SMS - Anwendungen
SMS – Anwendungen, Beispiel
Die Steckdose mit Handy - das Handy mit
Steckdose,
Persönliche Kommunikation
Terminabsprachen, Grüße, Smalltalk
von 'aussen' steuerbar mit jedem Festnetzoder Mobiltelefon
SMS-Infodienste
Börsendaten, Wetter, Sportergebnisse, Staumeldungen, etc.
Abonnement von regelmäßig erscheinenden Meldungen zu bestimmten Themen
In der Regel kostenpflichtig
Unified Messaging
E-Mail Î SMS
z.B.
- Heizung
- Rechner am Arbeitsplatz
- Alarmanlage
*0# sofortiges Ausschalten der Steckdose
*1# sofortiges Einschalten der Steckdose
*2# Reset auslösen (Steckdose ausschalten –
10 Sekunden warten - einschalten)
*20# Status - SMS an den momentanen Anrufer
Chat-Dienste
Diskussionsforen zu bestimmten Themen
Steuer- und Regelsysteme
Steuerung von Computern und Maschinen
Mobilkommunikation
Generation 2 (2G)
3.59
Mobilkommunikation
3.60
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
SMS - Nachrichtenlänge / Zeichensatz
SMS - Netzaufbau
Nachrichtenlänge
Versandweg
Zugang
Sender
Empfänger
140 Oktetts = 160 Zeichen in 7-Bit Kodierung
u.U. Einschränkung durch den Mobilfunkbetreiber
Handy
Notebook
Zeichensatz
Buchstaben, Ziffern und einige Sonderzeichen
Unterscheidung Groß/Klein-Schreibung
Bestimmte Mobiltelefone können auch einfache Grafiken und
Klingeltöne als SMS-Nachricht senden/empfangen
Handy
SMSC
Notebook
Modem / ISDN / Internet
E-Mail
PC
Standleitung / X.25
Gateway
Fax
Server
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.61
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
SMS - Zentrale I
SMS - Zentrale II
SMSC = SMS Center
Store & Forward-Einrichtung (Speichern und Weiterleiten)
Akzeptiert Kurzmitteilungen verschiedenster Herkunft
Modem, andere digitale Terminals, andere SMSC, Internet
Zwischenspeicherung von SMS, falls Empfänger gerade nicht
erreichbar ist
Erweiterte Funktionalität (abhängig von Mobilfunkanbieter und
Mobiltelefon-Typ)
Maximale Speicherdauer
Quittierungsanforderung: Zustellung einer SMS wird durch eine AntwortSMS an den Absender bestätigt
Steuercodes: erweiterte SMS-Funktionalität der SMS-Zentrale, z.B.
Statusabfrage
Sendezeit, etc.
Speichert die zu sendenden Kurzmitteilungen so lange, bis sie diese
erfolgreich an das mobile digitale Empfangsterminal senden konnte
Es existiert eine maximale Zeitspanne, die beschreibt, wie lange
Kurzmitteilungen im Speicher der SMSC gehalten werden
Sollte die SMSC nicht in der Lage sein, die Kurzmitteilung sofort zu
übermitteln (hängt in den meisten Fällen vom Netzbetreiber ab)
Variiert zwischen einer Stunde und einigen Wochen
werden bei Überschreitung des Zeitlimits die Kurznachrichten
gelöscht
Es wird kein weiterer Versuch unternommen, dem Empfänger die
Botschaft zu übermitteln
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.62
3.63
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.64
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
SMS - Gateway
SMS - Konvertierung
Gateway allgemein:
Verbindungsrechner zwischen heterogenen DatenverarbeitungsNetzen
Erfordert i.d.R. die Freischaltung durch den Mobilfunkanbieter (über
spezielle SMS-Meldung)
Komplette Kurznachricht steht in der „Betreff“ Zeile (Subject)
Grafik und Anhänge werden ignoriert
SMS-Empfang von E-Mails ist kostenpflichtig
Anzahl der Meldungen pro Tag ist begrenzt
SMS-Gateway:
Wandlung der Nachrichtenart
SMS Î E-Mail
Weiterleitung in das zugehörige Netz
Möglichkeiten:
GSM Î Internet

Gehört zur Infrastruktur des Mobilfunk-Anbieters
SMS Î E-Mail
E-Mail Î SMS
SMS Î Fax
SMS Î Sprache
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.65
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.66
3. Zellulare Netze
SMS - Allgemeine Informationen
SMS - Historische Entwicklung I
Die erste Textnachricht wurde 1992 versendet
1992
Anfangs nur Textnachrichten mit maximaler Länge von 160 Zeichen
möglich
Jedes Zeichen wurde mit 7-Bit kodifiziert
Einführung erweiterter Features wurde dadurch behindert, dass

GSM Netzbetreiber:
860 (Mai 2007)
Länder mit GSM-System:
220 (Mai 2007)
GSM Kunden:
2450 Mio. (Mai 2007)
SMS Nachrichten in D pro Monat:
2,5 Mrd. (Mai 2006)
SMS Nachrichten in E pro Monat:
12 Mrd. (Mai 2006)
die SMSCs (Short Message Service Center) keine 8-Bit Nachrichten
und
keine User Data Header (UDH) unterstützten
1996
Nokia verabschiedet die „Smart Messaging Specification“
23% der mobilen Kunden (weltweit) nutzen SMS mehr als 1x pro
Tag davon sind
55% 18 Jahre alt oder jünger
Versenden erweiterter Nachrichten auch ohne UDH möglich
keine Beschränkung ausschließlich auf Textnachrichten
Klingeltöne, Operator Logos, Telefonbucheinträge, u.v.m. können nun
versendet werden
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.67
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.68
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
SMS - Historische Entwicklung II
SMS - Arten
Immer mehr Netzbetreiber nutzten die Möglichkeiten, SIM Toolkit
Funktionalität via SMS zu steuern und Einstellungen wie z.B. WAP
Settings als SMS an das Telefon zu senden
Im GSM-Standard gibt es zwei verschiedene Arten von SMS:
SMS Point to Point (SMS/PP)
SMS Cell Broadcast (SMS/CB)
SMS/PP:
2001
Alcatel, Ericsson, Motorola und Siemens versuchen mit dem
Enhanced Messaging Service (EMS) einen herstellerübergreifenden
Standard für den Versand von Bildern, Melodien u.a. gegen Nokia
zu etablieren
2002
Einführung von MMS = Multimedia Message Service
Erste Handys mit Kamera von Nokia, Siemens, Motorola und Ericsson
Multimedia-Erweiterungen (Bilder, Sounddateien, Videoclips)

Versenden von Kurzmitteilungen von einem GSM Telefon
auf ein anderes
SMS/CB: Versenden einer oder mehrerer Kurzmitteilungen
gleichzeitig (broadcasting) an alle Telefone innerhalb einer
bestimmten Zone
Die Kurzmitteilung vom Typ Cell Broadcast kann bis zu 93 Zeichen
enthalten
Bei diesem Typ ist es möglich bis zu 15 Kurzmitteilungen
aneinanderzureihen, um daraus eine so genannte Macro-Kurzmitteilung zu
erstellen
SMS wird als „Protokoll ohne Verbindung“ bezeichnet
Denn bei Weiterleitung einer Kurzmitteilung kommt keine direkte Verbindung
zwischen dem sendenden Terminal und dem Empfangenden zustande
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.69
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.70
3. Zellulare Netze
Technische Informationen über SMS
Weitere Funktionen des SMS-Service
Der SMS benutzt verschiedene Arten von Protokollen
More Message To Send
Reduzierung der Übertragungsdauer der so genannten multiplen
Kurzmitteilungen
Typ PDU
Richtung
Funktion
SMS-DELIVER
SMSC => Telefon
Senden einer Kurzmitteilung
SMS-DELIVER-REPORT
Telefon => SMSC
Senden des Grunds des
Nichtempfangs der
Kurzmitteilung
SMS-SUBMIT
Telefon => SMSC
Senden einer Kurzmitteilung
SMS-SUBMIT-REPORT
SMSC => Telefon
Senden des Grunds des
Nichtempfangs der
Kurzmitteilung
SMS-STATUS-REPORT
SMSC => Telefon
Senden des Status einer
Kurzmitteilung
SMS-COMMAND
Telefon => SMSC
Senden eines Kommandos
Alphabet Extension
Erhöhung der möglichen zu versendenden Zeichen durch Einführung
des Unicode-Standards
Concatenated Short Message
Verkettung von Kurzmitteilungen
bis zu 38760 Zeichen bei 7-Bit Kodifizierung
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.71
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.72
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Wireless Application Protocol (WAP)
Wireless Application Protocol (WAP)
Ein WAP-Handy:
Web Server
WAP Gateway
Client
CGI Skripts
WML Encoder
WML
WAP soll Internet-Dienste flächendeckend über die existierende
GSM-Infrastruktur auf das Handy bringen.
1997 Gründung WAP Forum: Ericsson, Nokia, Motorola und
Unwired Planet
Gründe für WAP:
WML
Skript
HTML, HTTP und TCP sind ineffizient über niedrige Bandbreite, hohe
Verzögerung und geringe Stabilität
Standard-HTML Seiten eignen sich nicht für ein kleines Handy-Display
3.73
3. Zellulare Netze
WML Skript
Compiler
Protocol Adapt.
HTTP
WML Decks
WML Skripts
Content
WAP-Inhalte werden mit WML (Wireless Markup Language)
programmiert.
WML ist eine XML-basierte Sprache, die die Benutzung von kleinen
Displays optimiert und es ermöglicht, mit einer Hand zu navigieren.
WAP-Inhalte sind skalierbar, vom kleinen 2-Zeilen Display bis zum
voll graphikfähigen Display eines Organizers.
Beispiele: http://www.w3schools.com/wap/wap_demo.asp
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
WSP/WTP
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.74
3. Zellulare Netze
Beispiel eines WAP Netzes
WAP
Gateway
WAP Gateway
WML
Web
Server
WML
HTML
Binär WML
Wireless
Network
HTML
Filter
WTA
Server
WTA = Wireless Telephony Application
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.75
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.76
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
WAP Gateway
WAP Gateway
WDP (WAP Datagram Protocol) ist die Transportschicht. Sie kann
über verschiedene Dienste (Bearers) laufen: z.B. SMS, GPRS, CSD
(Circuit Switched Data), ...
WTLS (Wireless Transport Layer Security) ist eine optionale
Sicherungs-schicht, z.B. für E-Banking:
HTTP Interface ermöglicht, vom Handy angeforderte WAP-Inhalte
aus dem Internet zu holen
WAP-Inhalte (WML und WMLScript) werden für die Übertragung
über die Luftschnittstelle in ein kompaktes Binärformat
umgewandelt

Datenintegrität
Privacy
Authentifizierung
Denial-of-Service Protection
WTP (WAP Transaction Protocol) erhöht die Zuverlässigkeit von
WDP
WSP (WAP Session Protocol) erlaubt den effizienten Austausch
von Daten zwischen Anwendungen
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.77
3. Zellulare Netze
→TCP SYN
←TCP SYN, ACK of SYN
→ACK of SYN, Data Request
←ACK of Data
←Reply
→ACK of Reply
→Data Request
←ACK of Data
←Reply
→ACK of Reply
→Data Request
←ACK of Data
←Reply
→ACK of Reply
→TCP FIN
←TCP FIN, ACK of FIN
→ACK of FIN
WSP/WTP/UDP
→Data Request
←ACK, Reply
→ACK, Data Request
←ACK, Reply
→ACK, Data Request
←ACK, Reply
→ACK
WML
Momentan werden noch weitgehend separate Inhalte für WAP und
WWW geschrieben. Das Szenarium könnte aber einfacher sein.
XSL = eXtensible Style Language Regelwerk zu Konvertierung von
XML
Technologie zur Entwicklung universeller Inhalte ist noch nicht
verfügbar, WML wurde aber bereits im Hinblick darauf entworfen
Content
(XML)
XSL Processor
Fette Pakete sind Nutznachrichten
Nicht-fette Pakete sind Overhead
HTTP/TCP/IP
17 Pakete
65% Overhead
WML Style Sheet
HTML Style Sheet
WSP/WTP/UDP
7 Pakete
14% Overhead
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.78
3. Zellulare Netze
Beispiel einer typischen Session mit 3 Requests und 3 Replies
HTTP/TCP/IP
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.79
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.80
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
WML
i-mode
Für Teilnehmer, die gerne eine eigene WML-Seite erstellen wollen,
gibt es viele Hilfsprogramme mit einer geeigneten
Entwicklungsumgebung
Zur Darstellung von Bildern existiert ein eigenes Grafikformat
namens WBMP (Wireless Bitmap)
WBMP-Grafiken besitzen 1 Bit Farbtiefe (schwarz oder weiß) und
lassen sich mit einem Konverter (Format-Umwandler) von GIF- oder
JPEG-Grafikformaten nach WBMP wandeln
Konverter-Software zum Download: www.webcab.de

aus Japan stammender Standard für mobilen Internetzugang
wurde im Februar 1999 von NTTDoCoMo gestartet
technisch ähnlich wie WAP 2.0
Seiten werden mit iHTML programmiert, bietet etwas
Graphikmöglichkeiten als WML
wird in Deutschland von E-Plus über GPRS angeboten

Games & Fun
News, Infos & Sport
Klingeltöne & Logos
Chat & Messaging
i-mode™ Mail
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.81
3. Zellulare Netze
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
i-mode
beliebte Anwendung des mobilen Internet i-mode und WAP:
Internetauktionen
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.82
3.83
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.84
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
MMS - Multimedia Messaging Service
MMS - Medienformate
Medienformate für MMS:
Text mit gängigen Zeichensätzen und Schriften (Fonts) ,
Sprache AMR-kodiert (wie bei UMTS),
Bilder als JPEG und JPEG2000, GIF oder WBMP.
für Musik MP3, Midi und Wav,
für Video MPEG4 (Simple Profile), Quicktime und ITU-T H.263,
MMS-Streaming (nur mit UMTS sinnvoll --> siehe QoS-Profile von
UMTS)
MMS - Netzarchitektur
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.85
3. Zellulare Netze
Weitere Standards der 2. Generation
A/D-Wandler:
Abtastung mit 8000 Hz = alle 125μs ein Wert
Quantisierung auf 13 Bit resultiert in 8000 × 13 = 104 kBit/s
Sprach-Codec
Prediktive Differentialcodierung resultiert in 13 kBit/s (full rate)
Niedrigfrequ.filter
4 kHz
A
D
Sprachcodierer
IS-95 (PCS)
zur
M odulation
Kanalcodierer
SprachCodec
A
D
Sprachdecodierer
Kanaldecodierer
von
M odulation
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.86
3. Zellulare Netze
GSM - Sprachkodierung
Bandfilter
300 Hz3,4 kHz
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.87
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.88
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
IS-95 (PCS)
Personal Communication Systems
US-Standard
Erstes Zellulares System das CDMA nutzt
IS-95 wird auch als CDMAone bezeichnet

Wird auch als IS-54 bezeichnet
Wird vorwiegend in Nord- und Südamerika eingesetzt
Basiert auf AMPS, dem 1G-Standard in Amerika
Hat digitale Kontroll- und Nutzkanäle
Dualmode Telefone: AMPS und D-AMPS
Effizientere Frequenznutzung als AMPS
Nutzt TDMA für Medienzugriff, wird daher auch als US-TDMA
bezeichnet
824-849 und 869-894 MHz
30 kHz-Kanäle, die sich 3 Nutzer per TDMA teilen
13.2 kbps Sprachkodierungssystem
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.89
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Generation 2.5 zellularer Netze (2.5G)

Japanischer Standard
Basiert auf TDMA
800 und 1500 MHz
Physische Charakteristik ähnelt D-AMPS
Wenig Erfolg außerhalb Japans, daher keine „Economy of Scale“
Speziell aus GSM Upgrades entstandene Generation
Beinhaltet alle Upgrades der zweiten Generation
Insbesondere Unterstützung für Non-Voice Anwendungen
Höhere Datenraten für Luftschnittstelle
Hat bereits viele Charakteristiken von 3G
Insbesondere
General Packet Radio Service (GPRS)
High-Speed Circuit-Switched Data (HSCSD)
Enhanced Data Rates for Global Evolution (EDGE)
Japan ist einer der Hauptmotoren für 3G
Generation 2 (2G)
Mobilkommunikation
3.90
3.91
Mobilkommunikation
3.92
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
HSCSD
GSM – Vergleich 2G, 2.5G, 3G in Deutschland
2G, 2.5G und 3G in
Deutschland:
GSM
GPRS
HSCSD
UMTS
Übertragungsverfahren
leitungsvermittelnd
paketvermittelnd
leitungsvermittelnd
paket/codevermittelnd
Übertragungsraten
theoretisch
9,6 und 14,4 kBit/s
171,2 kBit/s
115,2 kBit/s
2 MBit/s
mehr mit HSDPA
Übertragungsraten
vorh. Geräte
9,6 kBit/s
40,2 kBit/s (Downlink)
13,4 kBit/s (Uplink)
43,2 kBit/s(Downlink)
28,8 kBit/s(Uplink)
in der Regel unter
384 kBit/s
Abrechnung nach
Verbindungszeit
Datenmenge oder
Verbindungszeit
Verbindungszeit
Datenmenge
Always-onFunktion
nein
ja
nein
ja
Kanalbündelung
nicht möglich
theoretisch max. 8
Kanäle
theoretisch max. 8 Kanäle
Mehrfachnutzung
je Kanal
Verfügbarkeit
seit 1992
seit April 2001 in allen
deutschen
Mobilfunknetzen
seit Ende 1999 (E-Plus)
seit November 2000 (D2)
Seit Anfang 2005
HSCSD bündelt mehre GSM-Kanäle zu einem
leistungsfähigen Kanal
Dabei gibt es symmetrische und asymmetrische Datenraten
Ist eine leitungsvermittelte Technologie, für schwankenden
Verkehr (z.B. Internet Browsing) nicht ideal wg. Ineffizienz
Mobilkommunikation
3.93
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.94
3. Zellulare Netze
HSCSD - Anwendungsgebiete
HSCSD - Dienste

Symmetrisch / asymmetrisch: ermöglicht Datendienste, bei denen
die Downlinkstrecke (GSM-Netz zum Handy) eine andere, meist
höhere, Datenrate zugewiesen bekommt als die Uplinkstrecke
(Handy zum GSM-Netz)
Schnelle Datendienste via GSM-Netz (Datenraten wie Festnetz!)
Echtzeitdatendienste (bei GPRS nicht so gut implementierbar!)
m-Commerce
Telemetrie (Messdaten technischer Anlagen werden per Mobilfunk
in das Büro übertragen)
Überwachungsdienste (z.B. Webcam überträgt per HSCSD
Raumüberwachungsbilder)
Bildtelefonie
Transparent / Nicht-Transparent: Transparente Datendienste
beinhalten keine Maßnahmen zur Fehlererkennung und -korrektur
Nicht-transparente Datendienste nutzen das Radio Link Protocol
(RLP), um diese Funktionen auszuführen
Mobilkommunikation
3.95
Mobilkommunikation
3.96
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
HSCSD
Datenraten in HSCSD
Zahl der
gebündelten
Kanäle
14,4 kbit/s pro Kanal
9,6 kbit/s pro Kanal
1
14,4 kbit/s
9,6 kbit/s
2
28,8 kbit/s
19,2 kbit/s
3
43, 2 kbit/s
28,8 kbit/s
4
57,6 kbit/s
38,4 kbit/s
Mobilkommunikation
3.97
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.98
3. Zellulare Netze
GPRS - General Packet Radio Service
GPRS
Für Datenübertragung im GSM Netz entwickelt
GPRS: paketvermittelter Dienst zwischen einer MS und einem
externen Datennetz (z.B. Internet)
GPRS erlaubt Senden und Empfangen von Daten mit hoher Rate
ohne Netzressourcen im leitungsvermittelten Modus zu benutzen
Besonders geeignet für stoßweisen Datenverkehr (z.B. Internet
WWW)
GPRS kann bezüglich eines einzigen Benutzers:
Bisheriger Weg (langsam und teuer):
leitungsvermittelte Ende-zu-Ende-Verbindung aufbauen (wie bei
Sprache)
Dann mit 9,6 kBit/sec Daten übertragen, ein Zeitschlitz pro TDMARahmen fest
Einzige Alternative bisher SMS (Short Message Service): senden
von max. 160 alphanumerischen Zeichen zu einer MS
einen existierenden GSM Kanal
mehrere Zeitschlitze eines TDMA-Rahmens gleichzeitig
oder auch das gesamte 200 kHz Band einer Zelle
nutzen
Zeitschlitze werden dynamisch vergeben und nicht statisch
Mobilkommunikation
3.99
Mobilkommunikation
3.100
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GPRS
GPRS
Beispiel für statische Vergabe von
Zeitschlitzen beim Sprachverkehr
max. 171 kBit/sec (alle 8 Zeitschlitze, neue Formen der
Kanalkodierung, z.B. ohne Fehlerkorrektur)
MS A
…
6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2
TDMA-Rahmen
4,615 ms
…
Vorteile, die sich aus "packet data over the air" gegenüber der
herkömmlichen leitungsvermittelnden Technologie ergeben
Virtuelle Connectivität zu einem Datennetz jederzeit „always on“
Schnelle Ressourcenzuweisung nach Bedarf
Alternative Wege der Abrechnung, z.B.pay-per-bit, -per-session oder
Monatspauschale
Asymmetrische Bandbreite im Uplink und Downlink (z.B.
Internetsurfen)
Beispiel für dynamische Vergabe von
Zeitschlitzen beim GPRS
MS A
…
6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2
TDMA-Rahmen
4,615 ms
…
Wird in Deutschland von allen Netzbetreibern angeboten
Mobilkommunikation
3.101
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.102
3. Zellulare Netze
GPRS
GPRS
Mobiltelefone unterscheiden sich in der Zahl der Kanäle, die sie bündeln können
Bruttodatendurchsatz bei verschiedenen Kodierungsverfahren
Kanalcodierung
CS1
CS2
CS3
CS4
1 TS Data Rate
9.05 kbit/s
13,4 kbit/s
15,6 kbit/s
21,4 kbit/s
2 TS Data Rate
18,10 kbit/s
26,8 kbit/s
31,2 kbit/s
42,8 kbit/s
MultislotKlasse
Download
Upload
Gesamt
Klasse 15
5
5
Unbegrenzt
Klasse 1
1
1
2
Klasse 16
6
6
Unbegrenzt
Klasse 2
2
1
3
Klasse 17
7
7
Unbegrenzt
Klasse 3
2
2
3
Klasse 18
8
8
Unbegrenzt
Klasse 4
3
1
4
Klasse 19
6
2
Unbegrenzt
Klasse 5
2
2
4
Klasse 20
6
3
Unbegrenzt
3 TS Data Rate
27,15 kbit/s
40,2 kbit/s
46,8 kbit/s
64,2 kbit/s
Klasse 6
3
2
4
Klasse 21
6
4
Unbegrenzt
4 TS Data Rate
36,30 kbit/s
53,6 kbit/s
62,4 kbit/s
85,6 kbit/s
Klasse 7
3
3
5
Klasse 22
6
4
Unbegrenzt
Klasse 8
4
1
5
Klasse 23
6
6
Unbegrenzt
107,0 kbit/s
Klasse 9
3
2
5
Klasse 24
8
2
Unbegrenzt
128,4 kbit/s
Klasse 10
4
2
5
Klasse 25
8
3
Unbegrenzt
Klasse 11
4
3
5
Klasse 26
8
4
Unbegrenzt
Klasse 12
4
4
5
Klasse 27
8
4
Unbegrenzt
Klasse 13
3
3
Unbegrenzt
Klasse 28
8
6
Unbegrenzt
Klasse 14
4
4
Unbegrenzt
Klasse 29
8
8
5 TS Data Rate
6 TS Data Rate
7 TS Data Rate
8 TS Data Rate
45,35 kbit/s
54,40 kbit/s
63,45 kbit/s
72,50 kbit/s
67,0 kbit/s
80,4 kbit/s
93,8 kbit/s
107,2 kbit/s
78,0 kbit/s
93,6 kbit/s
109,2 kbit/s
124,8 kbit/s
149,8 kbit/s
171,2 kbit/s
Mobilkommunikation
3.103
Unbegrenzt
Mobilkommunikation
3.104
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GSM-HSCSD-GPRS Vergleich
EDGE - Enhanced Datarate for Global Evolution
Überblick: Eignung der Übertragungsverfahren für verschiedene Anwendungen
Auch: Enhanced Data rates for GSM Evolution, Weiterentwicklung
von GPRS, daher die Bezeichnung EGPRS
EDGE führt eine zusätzliches Modulierungsschema ein: 8-PSK
Dadurch werden 3 Bit statt einem Bit pro Signalschritt übertragen.
Das mach 8-PSK natürlich viel anfälliger gegen Interferenz
Daher müssen die Zellen kleiner werden, was zu höheren Kosten
führt
Datenübertragungsraten bis zu 473,6 Kbps, wenn alle 8 Zeitschlitze
belegt werden
Wurde ursprünglich für GSM für solche Netzbetreiber entwickelt,
die keine UMTS-Lizenz erwerben konnten
EDGE ist ein Software-Update für GSM-Basisstationen neuerer
Bauart
GSM
HSCSD
GPRS
sehr gut
ungeeignet
ungeeignet
mittel
mittel
sehr gut
mobiler Zugriff auf Internet
ungeeignet
wenig
sehr gut
mobiler Zugriff auf Intranet
ungeeignet
wenig
sehr gut
Anwendung
Sprache
E-Mail
WAP
mittel
wenig
sehr gut
File Transfer
ungeeignet
sehr gut
sehr gut
Bildübertragung
ungeeignet
sehr gut
sehr gut
Videostreaming
ungeeignet
sehr gut
ungeeignet
wenig
ungeeignet
gut
Sicherheitsüberwachung
mit Datensignalisierung
Mobilkommunikation
3.105
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.106
3. Zellulare Netze
EDGE
EDGE
Beispiel: 2PSK = BPSK
(ähnlich zu GMSK)
8PSK
Mobilkommunikation
3.107
Mobilkommunikation
3.108
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
EDGE
EDGE
Symbol 3 zugeordnete Bit Koordinaten
GSM:
Gaussian Minimum-Shift
Keying (GMSK).
EDGE:
8-Phase Shift Keying (PSK)
Phase (zur x-Achse)
C
000
-1 / 1
135
D
001
-1,41 / 0
180
B
010
0 / 1,41
90
A
011
1/1
45
F
100
0 / -1,41
-90
E
101
-1 / -1
-135
G
110
1 / -1
-45
H
111
1,41 / 0
0
Ein Bitstrom von: 001011110101000111111001000000101
unterteilt in Dreiergruppen: 001 011 110 101 000 111 111 001 000 000 101
würde also als Übertragungssymbole ergeben: D, A, G, E, C, H, H, D, C, C, E
Mobilkommunikation
3.109
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.110
3. Zellulare Netze
EDGE - Bursts
EDGE - Problem der Interferenzen
Normal Burst für GSM-Dienste mit GMSK-Modulation:
Normal Burst für EDGE-Dienste mit 8PSK-Modulation:
Mobilkommunikation
3.111
Mobilkommunikation
3.112
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
EDGE - Nettodatenraten
EDGE - Architektur
GPRS
GPRS
EDGE
CS-1
8
CS-2
12
CS-3
14.4
20
MCS-1
8.8
GMSKModulation
MCS-2
11.2
CS-4
MCS-3
14.8
MCS-4
17.6
MCS-5
22.4
Header+Protection
MCS-6
29.6
User Payload
8PSKModulation
Header+Protection
MCS-7
44.8
MCS-8
54.4
User Payload
59.2
MCS-9
Base Station Subsystem (BSS)
=
Radio Access Network (RAN)
Core Network (CN)
Mobilkommunikation
3.113
3. Zellulare Netze
Mobilkommunikation
3.114
3. Zellulare Netze
Dritte Generation zellularer Netze (3G)
Dritte Generation zellularer Netze (3G)
2G-Ziel: effiziente Nutzung des Frequenzspektrums durch
Digitalisierung zellularer Netze, Erfolgsmodell GSM
Es gibt nicht eine 3. Generation
Standardisierung in der ITU unter dem Stichwort IMT-2000
3G-Ziel: effiziente Integration von mobilen Sprach- und
Datendiensten in zellularen Netzen
Terrestrische drahtlose Zugangstechniken im IMT-2000:

Dabei:
weltweite Verfügbarkeit und technische Kompatibilität der Terminals
und Infrastruktur
Migration von 2G nach 3G
neue Frequenzspektren
GSM-basierte 3. Generation: GPRS/EDGE (s. 2.5G)
UMTS-basierte 3. Generation: W-CDMA und TD-(S)CDMA
IS-95-basierte 3. Generation: CDMA2000
DECT (derzeit nur für privaten Bereich)
Industriekonsortien:
3GPP (Third Generation Partnership Project): W-CDMA und TD(S)CDMA, weitgehend von Europa, Japan und China getrieben
3GPP2: CDMA2000, von USA getrieben
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.115
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.116
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
ITU IMT-2000 Standardisierung der 3. Generation
Frequenzen für 3G
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.117
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.118
3. Zellulare Netze
Frequenzen für 3G
Frequenzen für 3G
Sondersituation USA:
Teile der IMT-2000 Frequenzen sind bereits an 2G Systeme (IS-95
PCS) vergeben, weitere an völlig andere Systeme
Im September 2006 wurden seitens der Federal Communications
Commission (FCC) die Frequenzen 1710-1755 MHz und 2110-2155
MHz für 3G versteigert.
In 1710-1755 befanden sich vorher Systeme der Regierungsbehörden, Flugkommunikation, Satellitensteuerung, etc.
In 2110-2170 Paging Systeme, lokale Fernsehsender, Satellit, etc.
Frequenzaufteilung:
UMTS: 1900 - 2025MHz und 2110 - 2200MHz
Gepaarte lizenzierte Frequenzen: 2 x 60MHz = 12 Pakete
Uplink: 1920 - 1980MHz
Downlink: 2110 - 2170MHz
Ungepaarte lizenzierte Frequenzen: 1 x 25MHz = 5 Pakete
1900 - 1920MHz und 2020 - 2025MHz
Ungepaarte nichtlizenzierte Frequenzen: 2 Pakete
2010 - 2020MHz
Satellitenanbindung (optional in Zukunft):
Uplink: 1980 - 2010MHz
Downlink: 2170 - 2200MHz
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.119
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.120
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Frequenzen für 3G
QoS Klassen von UMTS
UMTS-Lizenzvergabe in Deutschland
Dienstqualitäten:
Class
Netzbetreiber
Gepaarte
Pakete
Preis
Mrd. DM
Ungepaarte
Pakete
Preis
Mrd. DM
E-Plus / Hutchinson
2
16,42
1
0,0736
O2
2
16,52
Vodafone (ehem.
Manesmann Mobilf.)
2
16,47
1
0,121
T-Mobil
2
16,58
1
0,1227
Mobilcom (aufgegeben)
2
16,37
1
0,121
Group 3G /Quam
(aufgegeben)
2
16,45
1
0,1227
Summe
12
98,81
5
0,561
Traffic Class
Class Description
Example
Relevant QoS
Requirements
1
Conversational
Preserves time relation between entities
making up the stream conversational
pattern based on human perception;
real-time
Voice
Video telephony
Video gaming
Video conferencing
Low jitter
Low delay
2
Streaming
Preserves time relation between entities
making up the stream; real-time
Multimedia
Video on demand
Webcast
Real-time video
Low jitter
3
Interactive
Bounded response time
Preserves the payload content
Web-browsing
Database retrieval
Low round trip delay time
Low BER
4
Background
Preserves the payload content
E-mail
SMS
File transfer
Low BER
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.121
3. Zellulare Netze
3.122
3. Zellulare Netze
Datenverlust und Zeitverzögerung
interaktiv
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
gemischt
Typische QoS-Parameter für Sprache
rechtzeitig
unkritisch
Delay
variation
Information
loss
Two-way
4-13
kb/s
<150 msec
preferred
<400 msec
limit
< 1 msec
< 3% FER
(Frame Error
Rate)
Voice
messaging
Primarily
one-way
4-13
kb/s
< 1 sec for
playback
< 2 sec for
record
< 1 msec
< 3% FER
32-128
kb/s
< 10 sec
< 1 msec
< 1% FER
Generation 3 (3G)
3.123
One-way
Delay
Conversational
voice
High quality
Primarily
streaming audio one-way
Mobilkommunikation
Data
rate
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.124
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
UMTS-Modell der Dienstgüte (QoS)
Allgemeine Anforderungen an UMTS
Übertragungsraten (mindestens):
144 Kbit/s in ländlichen Gebieten bei 500 km/h (z.B. ICE)
384 Kbit/s in der Stadt bei 120 km/h
2 Mbit/s in Gebäuden bei 10 km/h
Gleichzeitige Nutzung verschiedener Übertragungsdienste
(Daten/Sprache)
Leitungs- und Paket-orientierte Dienste
Variable Bitraten in Realzeit
Handover ohne Datenverlust selbst bei hohen Bitraten
Handover zwischen UMTS und GSM
Mehrere unsynchronisierte Systeme können nebeneinander in
derselben Umgebung koexistieren (auch unkoordinierte
Basisstationen)
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.125
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.126
3. Zellulare Netze
UMTS Standardisierung
FDD und TDD
Es gab im Wesentlichen 2 Vorschläge im ETSI für die 3. Generation, die
jeweils von bedeutenden Industriekonsortien gestützt wurden:
Frequency Division Duplex (FDD)
Time Division Duplex (TDD).
Alpha: W/CDMA (Nokia, Ericsson)
Delta TD/CDMA (Siemens)
Transmission by FDD method
Am 29.1.98 Einigung auf Kompromiss, weil für keinen Vorschlag die
erforderlichen 71% zustande kamen:
Alpha (61.1%) für das FDD-Verfahren:
Erhält den Großteil der Frequenzen, daher überwiegend Einsatz im öffentlichen
Weitverkehrsbereich
Transmission by TDD method
Delta (38,7%) für TDD:
Im überwiegend privaten Bereich
Die derzeit installierte Version (Release-99) von UMTS beinhaltet nur FDD
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.127
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.128
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
UMTS W-CDMA
UMTS W-CDMA
W-CDMA - Wideband direct sequence CDMA
Variable Raten werden durch variable Spreading Faktoren (SF = 4 ... 256)
erreicht, d.h. Anzahl Chips pro Bit. SF wird pro 10ms Frame definiert.
Klassisches CDMA:
Beispiel: Downlink dedicated physical channel
DPDCH
DPCCH
Pilot
NPilot bits
TPC
NTPC bits
RI
NRI bits
Data
NData bits
0.625 ms, 20*2k bits (k=0..6)
Slot #1
Slot #2
Slot #i
Slot #16
Tf = 10 ms
Frame #1
Frame #2
Frame #i
Frame #72
T??? = 720 ms
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.129
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.130
3. Zellulare Netze
UMTS TD-CDMA
UMTS TD-SCDMA
Variante von TD-CDMA, bei der das 5MHz-Band in 3 mal 1.6 MHz
aufgeteilt ist.
Ermöglicht größere Flexibilität, insbes. falls keine kompletten 5MHz
zur Verfügung stehen
Wird zunächst in China implementiert
TD/CDMA wird auch UMTS TDD genannt
sehr ähnlich zu GSM:
16 CDMA Kanäle
In 15 Zeitschlitzen
Datenraten von 9,6 kBit/s
Bis 2 MBit/s
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.131
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.132
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
UMTS HSDPA
UMTS - Zellatmung
Reichweite der UMTS-Basisstation ist
abhängig von der in ihr befindlichen
Teilnehmer
High Speed Downlink Packet Access
Ermöglicht in der derzeitigen Spezifikation im UTRAN bis zu 10
Mbps Downlink-Datenraten
Derzeitige Endgeräte schaffen max. 3,6 Mbps
Teil von Release 5 von 3GPP
Kann für UTRAN FDD und TDD angewendet werden
Benutzt ein 16QAM Modellierungsschema
HSDPA benötigt ein komplettes 5 MHz-Band
Ein physischer HSDPA-Kanal kann von mehreren Benutzern auf
statistischer Basis geteilt werden
Aufgrund des CDMA steigen mit der
Anzahl der Teilnehmer auch die
Störeinflüsse an. Dies lässt sich auf
Seite der Mobilgeräte nur dadurch
beheben, dass die Sendeleistung
angehoben wird – was wiederum zu
mehr Störsignalen führt.
Nutzt also etwa ein Mobiltelefon den größten Teil seiner Sendeleistung zum
Ausgleich von Störsignalen, sinkt entsprechend seine effektive Reichweite. Aus
Sicht des Benutzers verkleinert sich also der Wirkungsradius der Basisstation.
Umgekehrt bewirkt eine geringe Auslastung einer UMTS-Zelle, dass ihr effektiver
Nutzradius wächst
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.133
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.134
3. Zellulare Netze
UMTS - Netzarchitektur
UTRAN
RNC
Node
NodeBB
lucs
lub
Uu
Core Network
UTRAN
GMSC
GMSC
MSC/VLR
MSC/VLR
RNC
RNC
lub
Backbone
lucs
PSTN / ISDN
lur
UE
D
Node
NodeBB
lub
Node B
(BTS)
C
Backbone
lur
GERAN
BTS
BTS
Gc
Gr
Abis
BTS
BTS
BSC
BSC
lupo
SGSN
SGSN
Gn
lur
Uu
Internet
X.25, private
networks
lub
lub
Backbone
lucs
GGSN
GGSN
UE
3.135
Node B
(BTS)
RNC
Generation 3 (3G)
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
lu
HLR
HLR
Gs
Mobilkommunikation
3.136
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
GERAN
CDMA2000
GERAN (GSM/EDGE Radio Access Network):
Basiert auf IS-95 (s. 2G)
Ähnlich wie W-CDMA, aber 1.25MHz Bänder, also 3 Carrier in
einem 5MHz Band (Vorteile wie bei TD-SCDMA)
1.2288 Mcps
Datenraten bis zu 625 kbps
Harmonisierung der Paketdienste von GSM/GPRS/EDGE mit UMTS
Schnittstellendefinition zum UMTS-Netz, lu-Schnittstellen (lucs und
lupo)
Alle QoS-Klassen werden auch von GERAN unterstützt
Rückwärtskompatibilität zur GSM/GPRS-Architektur, in diesem Fall
werden paketbasiert nur die QoS-Klassen 3 und 4 unterstützt
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.137
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3. Zellulare Netze
Vergleiche
CDMA2000 Netzarchitektur
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.138
3.139
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.140
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Dritte Generation zellularer Netze (3G) – regionale Aspekte
Amerika (Nord-)
China

Nach Angaben von Chinas Netzbetreibern werden kommerzielle 3G
Dienste ab Ende 2007 angeboten werden, aber man möchte auf jeden Fall
zu den olympischen Spielen 2008 3G-Dienste anbieten.
4 potentielle Betreiber für 3G:
China Unicom: CDMA2000
China Mobile: UMTS (W-CDMA)
China Telecom: UMTS (TD-SCDMA)
Cingular: cdma2000 seit 2006
Verizon: cdma2000 seit 1.2.2005
AT&T: UMTS seit Juli 2004
T-Mobile. UMTS ab 2007
Netcom: UMTS (TD-SCDMA)
Netzbetreiber scheuten sich bisher sich vor zu schneller Migration von 2G
auf 3G
China Mobile plant insgesamt 8600 Basisstationen in Peking, Shanghai und
verschiedenen chinesischen Provinzen
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.141
3. Zellulare Netze
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.142
3. Zellulare Netze
Vierte Generation zellularer Netze (4G)
Europa
Der Begriff 4G wird verbunden mit der Integration von WLAN und
WiMAX in zellulare Netze und der Verfügbarkeit sehr viel höherer
drahtloser Bandbreite (100-1000 Mbit/s real)
ITU (International Telecommunication Union definiert 4G wie folgt:
Erste UMTS WCDMA-FDD Installationen 2002
Vollwertige UMTS-Dienste seit Ende 2004
ca. 600 Mio. GSM-Kunden
mindestens 100 MBit/s unter voll mobiler Nutzung
mindestens 1 GBit/s unter nomadischer Nutzung
Größte GSM-Kundschaft weltweit
Ca. 150 Netzbetreiber
GSM/GPRS-Kunden sind auch potentielle UMTS-Kunden, wegen
der Ähnlichkeit und Überlappung der Netze
Die Frequenzen für 4G sollen im Oktober 2007 von der WRC
(World Radiocommunication Conference) festgelegt werden
Mit 4G wird erst 2010 gerechnet,
Samsung hat 2006 auf dem 4G Forum in Jeju Island, Korea in
einem 4G Bus 100 MBit/s bei 60 km/h und multi-cell Handover
demonstriert und 1 GBit/s nomadisch
Generation 3 (3G)
Mobilkommunikation
3.143
Generation 4 (4G)
Mobilkommunikation
3.144
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
Vergleich von 3G und 4G
3G
Rückwärtskompatibel zu 2G
Circuit und Packet Switched
Network
Kombination von
existierendem &
evolutionärem Equipment
Datenrate bis 2Mbps
Innovationen für 4G
4G
Konvergenz von WLAN mit
zellularen Netzen
vollständig Packet Switched
Network (All-IP)
Alle Netz-Elemente sind
digital
Höhere Bandbreite, z.B. 1001000Mbps
Erweiterung der 3G
Kapazität
Modulierungs- und Multiple Access Techniken
Insbesondere Kombination von OFDM mit CDMA und TDMA
Multiple Antennen Techniken
Minimierung der Multipath- und ähnlichen Probleme durch Einsatz
mehrerer Antennen an Basisstationen und Mobilstationen
All IP-Netze
Ausgangspunkt: viele private drahtlose Zugangsnetze, i.d.R. basierend
auf 802.11 u.ä.
IP als gemeinsame Plattform
Kommerzielle Nutzung basierend auf AAA-Protokollen (Authentication,
Authorization and Accounting)
Neuigkeiten zu 4G z.B. in http://www.4g.co.uk/
Generation 4 (4G)
Mobilkommunikation
3.145
3. Zellulare Netze
3.146
3. Zellulare Netze
Innovationen für 4G
IMS – Internet Multimedia Subsystem
erster Schritt in Richtung Integration von 3G-Zugangstechnik und
Internet
IMS ist ein Standard der 3GPP
IMS standardisiert eine Architektur für den Zugang zu real-time IP
Services, insbes. VoIP, über UMTS
IMS basiert auf dem weit verbreiteten SIP-Standard für
Multimediadienste, insbes. VoIP
das SIP Protokoll standardisiert die aus dem GSM/UMTS
bekannten Konzepte des HLR, etc., für das Internet, insbes.
Komponenten der 4G Standardisierung:

Generation 4 (4G)
Mobilkommunikation
UWB
802.11n
SDR
802.16-2005 (ehemals 802.16e)
802.16m
Registrierung
Routing
etc.
Generation 4 (4G)
Mobilkommunikation
3.147
Mobilkommunikation
3.148
3. Zellulare Netze
3. Zellulare Netze
IMS Architektur
SIP Funktionsweise, Registrierung
mehr zu IMS, z.B.: http://www.mobilein.com/what_is_IMS.htm
Mobilkommunikation
3.149
3. Zellulare Netze
SIP Funktionsweise, Anruf
mehr zu SIP, z.B.: http://www.iptel.org/sip/siptutorial.pdf
und in Mobilkommunikation II
Mobilkommunikation
3.151
Mobilkommunikation
3.150