Technische Grundlagen Frequenzen Modulation Antennen Signalausbreitung Multiplextechniken 2. Technische Grundlagen Frequenzbereiche für die Kommunikation Frequenzbereiche für die Kommunikation Frequenzen, Beispiele: TV Audio VLF LF HF VHF UHF IR UV XR 10 0 10 3 10 9 10 12 10 15 10 18 10 6 Walkie-Talkie Paging Zellular GSM Schnurlos DECT Zellular GSM UMTS Walkie Talkie 27 MHz Paging 930 MHz Zellular GSM 900 MHz Schnurlos DECT 1880 MHz Zellular GSM 1800 MHz UMTS 2000 MHz 2.2 Prof. Dr. Dieter Hogrefe Mobilkommunikation Frequenzen 2. Technische Grundlagen Frequenzbereiche für die Kommunikation Frequenzbereiche für die Kommunikation Für verschiedene Anwendungen gibt es verschiedene Frequenzbänder (Trägerfrequenzen) z.B. UKW-Radio 88,5 MHz – 107,9 MHz z B schnurlos Telefon DECT 1880 MHz – 1990 MHz z.B. schnurlos Telefon DECT 1880 MHz 1990 MHz ITU-R veranstaltet regelmäßig Konferenzen, um die F bä d it ti l k di i Frequenzbänder international zu koordinieren z.B. UKW ist in Kroatien genauso wie in Deutschland Es gibt allerdings keine weltweite Harmonie bei der Vergabe der Frequenzbänder, nationale Eigenarten z.B. GSM Europa 900 und 1800 MHz z.B. GSM USA 1900 MHz 2.3 Prof. Dr. Dieter Hogrefe Mobilkommunikation Frequenzen 2. Technische Grundlagen Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular) Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular) 2.4 Prof. Dr. Dieter Hogrefe Mobilkommunikation Frequenzen
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Frequenzbereiche für die KommunikationFrequenzbereiche für ...user.informatik.uni-goettingen.de/~elanmk/mobkomI/material/ss09/Grundlagen.pdf · 2. Technische Grundlagen Ultra Wide
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Frequenzbereiche für die KommunikationFrequenzbereiche für die Kommunikation
Für verschiedene Anwendungen gibt es verschiedene Frequenzbänder (Trägerfrequenzen) z.B. UKW-Radio 88,5 MHz – 107,9 MHz z B schnurlos Telefon DECT 1880 MHz – 1990 MHz z.B. schnurlos Telefon DECT 1880 MHz 1990 MHz
ITU-R veranstaltet regelmäßig Konferenzen, um die F bä d i t ti l k di iFrequenzbänder international zu koordinieren z.B. UKW ist in Kroatien genauso wie in Deutschland
Es gibt allerdings keine weltweite Harmonie bei derVergabe der Frequenzbänder, nationale Eigenarten z.B. GSM Europa 900 und 1800 MHz z.B. GSM USA 1900 MHz
2.3Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Frequenzen
2. Technische Grundlagen
Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular)Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular)
2.4Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Frequenzen
2. Technische Grundlagen
Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (WLAN)Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (WLAN)
2.5Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Frequenzen
2. Technische Grundlagen
ModulationModulationDigitale Information wird auf eine Trägerfrequenz aufmoduliertz.B.
AmplitudenmodulationASK (Amplitude Shift Keying)
F d l tiFrequenzmodulationFSK (Frequency Shift Keying)
PhasenmodulationPhasenmodulationPhasenwechsel bei binärer 0
Ph d l tiPhasenmodulationPSK (Phase Shift Keying)
2.6Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Modulation: mehrere Bit pro SignalschrittModulation: mehrere Bit pro Signalschritt
Es gibt Varianten der Modulationsmethoden, bei denen in jedem Signalschritt (Zustandsübergang) mehrere Bits übertragen werdenSignalschritt (Zustandsübergang) mehrere Bits übertragen werden
00 11 10 10 01 00 10 11 10 004-25
Pegel (11)Pegel (01)Pegel (01)
Pegel (00)Pegel (10)
2.7Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Darstellung einer Schwingung als PolardiagrammDarstellung einer Schwingung als Polardiagramm
Phase und Amplitude werdendurch einen Q- und einen I-Wertspezifiziert
2.8Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
spezifiziertModulation
2. Technische Grundlagen
Modulation: mehrere Bit pro SignalschrittModulation: mehrere Bit pro Signalschritt
+ 135°(10)
+ 45°(11)
4-26
Das Signal wechselt für jedesBitpaar die Phasen um einen von vier verschiedenen Werten
(10) (11)
- 45°(01)
-135 °(00)
Eine Kombination von vier Ph d i A lit d
011 001
Phasen und zwei Amplituden-pegeln erzeugt acht verschie-dene Signalzustände, d.h. jedesB d ä ti t d i Bit
010
100 110
000
Baud repräsentiert drei Bits
101 111
2.9Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Amplituden- und Phasenmodulation kombiniertAmplituden und Phasenmodulation kombiniert
2.10Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Modulationsverfahren für die MobilkommunikationModulationsverfahren für die Mobilkommunikation
In der Mobilkommunikation werden zur effizienten Nutzung des Frequenzspektrums Frequenz- Amplituden- und PhasenmodulationFrequenzspektrums Frequenz , Amplituden und Phasenmodulation kombiniert, z.T. mit mehreren Frequenzen, Amplituden und Phasen, z.B. 8-PSK (Phase Shift Keying), z.B. EDGE 16 QAM (Q d t A lit d M d l ti ) B Hi h S d D li k 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation), z.B. High Speed Downlink
Packet Access (HSDPA), 10Mbps UMTS
8-PSK 16-QAM0001
Q 0010
00000011
I
1000
2.11Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Modulationsverfahren für die MobilkommunikationModulationsverfahren für die Mobilkommunikation
Bei 8-PSK werden also 8 Zustände (Phasen) unterschieden, d.h. mit jedem Zustandswechsel können 3 Bit übertragen werden
Die Anzahl Zustände lassen sich jedoch nur untersich jedoch nur unter idealisierten Bedingungen beliebig erhöhen
In der Realität sind bei hoher Anzahl Zustände wegen der Interferenzen die einzelnen schwer erkennbar
2.12Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Modulationsverfahren für die MobilkommunikationModulationsverfahren für die Mobilkommunikation
Beispiele für den Einsatz der verschiedenen Modulierungsverfahren:
BPSK ( = 2-PSK) Kabelmodem QPSK ( = 4-PSK) UMTS/CDMA( ) 8-PSK GSM/EDGE 16-QAM HSDPA 64-QAM HSPA (cat15/16), LTE, 802.11a GMSK GSM 256QAM Digital Video Broadcast 256QAM Digital Video Broadcast 1024QAM Kabelmodem
2.13Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Modulationsverfahren für die MobilkommunikationModulationsverfahren für die Mobilkommunikation
In GSM wird das GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) Verfahren verwendetVerfahren verwendet
GMSK ist ein frequenzbandoptimiertes FSK-Verfahren Das GMSK ist ein Modulationsverfahren, das
eine gute Resistenz gegen Funkstörungen (Nachbarkanalstörungen) hat
das vorhandene Spektrum sehr effizient ausnutzt (Übertragungsrate das o a de e Spe t u se e e t aus ut t (Übe t agu gs ateund die dafür benötigte Bandbreite)
ermöglicht einfache Verstärkung mit hohem Wirkungsgrad, so dass lange Betriebsdauer von Mobilstationen mit eingebautem Akku möglichlange Betriebsdauer von Mobilstationen mit eingebautem Akku möglich wird
Mehr zur digitalen Modulation für Mobilkommunikation findet sich z B hier:z.B. hier:
Kandidat für zukünftige hochbitratige Wireless Personal Area Networks (WPANs) Es werden zu überbrückende Entfernungen vonNetworks (WPANs). Es werden zu überbrückende Entfernungen von etwa 10 m angestrebt
um größere drahtlose Kapazität anzubieten, ist es notwendig, immer h kb / ² (Kil bit S k d Q d t t ) üb tmehr kbps/m² (Kilobit pro Sekunde pro Quadratmeter) zu übertragen.
UWB Systeme benötigen kein eigenes Frequenzband, sondern als Overlay-Systeme in Koexistenz mit anderen DienstenOverlay Systeme in Koexistenz mit anderen Diensten
können lizenzfrei betrieben werden und nutzen bereits belegte bzw. brach liegende Frequenzbänder mit
können sehr kostengünstig und energieeffizient realisiert werden weisen durch ihre extreme Breitbandigkeit eine sehr gute Leistung
in Mehrwege-Kanälen auf und sind robust gegenüber Störeinflüssenin Mehrwege Kanälen auf und sind robust gegenüber Störeinflüssen können durch die geringe PSD (Power Spectral Density, in
typischen Szenarien geringer als das Hintergrundrauschen) nur h D itt d t kti t d b hö t dschwer von Dritten detektiert oder abgehört werden
2.16Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
Wie funktioniert das: Herkömmliche Systeme nutzen Trägerfrequenz auf die die Herkömmliche Systeme nutzen Trägerfrequenz, auf die die
digitale Information aufmoduliert wird
UWB benutzt keine Trägerfrequenz, 0en und 1en werden als sehr kurze, sehr breitbandige Impulse kodiert, drei verschiedene Methoden:
2.17Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
es gibt i.W. 3 Verfahren die digitale Information durch kurze Impulse zu repräsentieren:zu repräsentieren: Bipolare Modulation: eine 1 wird durch einen positiven (aufsteigenden)
Impuls repräsentiert, eine 0 durch einen inversen (fallenden)
Ampitudenmodulation: eine 1 wird durch eine volle Ampitude repräsentiert, eine 0 durch eine halbe
Pulspositionsmodulation: es wird der Zeitabstand zwischen den Impulsen variiert um 1-en und 0-en zu modulieren Ein verzögerterImpulsen variiert, um 1 en und 0 en zu modulieren. Ein verzögerter Impuls repräsentiert eine 0.
2.18Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
itti t S d l i t b t t B db itemittierte Sendeleistung, benutzte Bandbreite:
2.19Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
warum belegen die kurzen Impulse eine hohe Bandbreite? Fourier Transformationstheorie besagt dass jede Impulsform als Fourier-Transformationstheorie besagt, dass jede Impulsform als
gewichtete Summe von Sinuskurven approximiert werden kann z.B. wird ein rechteckiger Wellenimpuls durch die Summe einer
fundamentalen Sinuskurve („Fundamentale“) plus der ungeraden sog. „Harmonischen“ erzeugt. Schon 4 Harmonische erzeugen eine passable Rechteckwelle:p
2.20Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
Je kürzer der Impuls, desto höher muss die Frequenz der Sinuskurven sein um die gleiche Approximation zu erreichenSinuskurven sein, um die gleiche Approximation zu erreichen.
Im Beispiel unten belegen die 4 Harmonischen beim kurzen Impuls eine größere Bandbreite als beim langen:
2.21Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
Vergleich zwischen der Frequenzbelegung und der Sendeenergie (in Watt/Herz) eines 600 psec Impulses vs. ein 300 psec Impuls:
2.22Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)
Beispiel: Schnurloses HDMI mit Ultra-Wideband-Technik "Wireless HDMI Extender„ des US-amerikanischen Unternehmens Gefen Reichweite ca. 10m, kann nicht durch Mauern dringen
Links der Sender, rechts der Empfänger
2.23Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Modulation
2. Technische Grundlagen
Wireless USB auf Basis Ultra Wide Band (UWB)Wireless USB auf Basis Ultra Wide Band (UWB)
Derzeitige Systeme: Über eine Distanz von 3m sind 480 Mbit/s möglich Über eine Distanz von 3m sind 480 Mbit/s möglich Über eine Distanz von 10m sind 110 Mbit/s möglich
Abstrahlung und Aufnahme elektromagnetischer Felder Punktstrahler strahlt Leistung in alle Richtungen gleichmäßig ab Punktstrahler strahlt Leistung in alle Richtungen gleichmäßig ab
(nur theoretisch) Reale Antennen haben eine Richtwirkung in Vertikal- und/oder
Horizontalebene Veranschaulichung im Richtdiagramm (durch Leistungsmessung
rund um die Antenne ermittelt)rund um die Antenne ermittelt)
Gewinn: maximale Leistung in Richtung der Hauptstrahlungskeule
Antenne
g p gverglichen mit der Leistung eines isotropen Punktstrahlers (gleiche Durchschnittsleistung)
2.27Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Antennen
2. Technische Grundlagen
Antennen: gerichtet und mit SektorenAntennen: gerichtet und mit Sektoren
Antennen für Mobilfunknetze werden häufig so konstruiert, dass sie besonders in bestimmte Richtungen strahlen oder auch Sektoren
y y z
besonders in bestimmte Richtungen strahlen oder auch Sektoren gebildet werden (z.B. Abstrahlung entlang einer Bahnlinie)
x
y
z
y
x
z
gerichteteAntenne
Seitenansicht (xy-Ebene) Seitenansicht (yz-Ebene) von oben (xz-Ebene)
Die empfangene Leistung Pr nimmt mit dem Abstand von der Antenne ab, abhängig von der gesendeten Leistung und demAntenne ab, abhängig von der gesendeten Leistung und dem Gewinn der Sende- und Empfangsantennen (Freiraumdämpfung)
Pt Gt
Pr Gr Pr Gr
d Kilometer d Kilometer
t GGPP
2 )//( receivetransmitrtEnergieP
rtr GGd
P
44 2
)()/1(
GainGewinnGFrequenzeWellenläng
2.30Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Antennen
2. Technische Grundlagen
AntennenAntennen
In der Regel werden wegen obiger Formel für downlink(Basisstation zu Mobilstation) die höheren Frequenzen benutzt(Basisstation zu Mobilstation) die höheren Frequenzen benutzt
Beispiel GSM:
890 – 915 Mhz (uplink)
935 – 960 Mhz (downlink)
2.31Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Antennen
2. Technische Grundlagen
AntennenAntennen
Beispiel:500 W
0,8 W 2 W
Beeinflussung durch:
10 Kilometer 20 Kilometer
Beeinflussung durch: Erdkrümmung Geländeformen (Berge, etc.)( g , ) Gebäude, Bäume, ... Atmosphäre (bei hohen Frequenzen, z.B. 60 GHz)
2.32Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Antennen
2. Technische Grundlagen
SignalausbreitungSignalausbreitung
Ausbreitung im freien Raum grundsätzlich geradlinig (wie Licht) Empfangsleistung wird u a beeinflußt durch Empfangsleistung wird u.a. beeinflußt durch
Freiraumdämpfung (s.o.) Abschattung durch Hindernisse Reflektion an großen Flächen Streuung (scattering) an kleinen Hindernissen Beugung (diffraction) an scharfen Kanten Beugung (diffraction) an scharfen Kanten
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
Aufteilung eines schnellen Bitstroms in mehrere langsame Bitströme die über verschiedene Frequenzen übertragen werdenBitströme, die über verschiedene Frequenzen übertragen werden
Nachteil: Bandbreitenverlust, daher Überlappung der Frequenzbänder
2.38Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Signalausbreitung
2. Technische Grundlagen
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
Eliminierung der Überlappungs-Interferenz durch Wahl orthogonaler FrequenzenFrequenzen
Die Signalrate und damit die resultierende Frequenzzerlegung eines Unterkanals wird so gewählt, dass jeweils eine Nullstelle im Maximum der anderen Frequenzen liegt
2.39Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Signalausbreitung
2. Technische Grundlagen
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
Jedes Frequenzband (Subcarrier) kann mit einem eigenen Modulationsverfahren moduliert werdenModulationsverfahren moduliert werden
Gängig: BPSK, QPSK, 16 QAM und 64 QAM Wird z.B. bei HSDPA und 802.11a und 802.11n eingesetztg Je nach Empfangsqualität adaptiv pro Frequenzband Beispiel:
Untermengen der Subcarrier können individuellen Nutzer zugeordnet werden um so das Mutiplexen zu erhöhenzugeordnet werden, um so das Mutiplexen zu erhöhen
OFDM Tutorial z.B.: http://www.wireless.per.nl:202/telelearn/ofdm/p p
OFDMA
2.41Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Signalausbreitung
2. Technische Grundlagen
Zellulare NetzeZellulare Netze
Je weiter Sender und Empfänger voneinander entfernt sind, desto größer der Energieaufwand um die gleiche Datenrate zugrößer der Energieaufwand, um die gleiche Datenrate zu übertragen (unter gleich bleibenden Umgebungsbedingungen)
Wegen Batterielebensdauer muss der Energieeinsatz bei mobilen Endgeräten in Grenzen gehalten werden
Reichweite ist daher begrenzt Wie kann man dennoch ein Wie kann man dennoch ein
flächendeckendes Mobilfunknetzaufbauen?
→ zellulare Netze
2.42Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Multiplextechniken
2. Technische Grundlagen
Zellulare NetzeZellulare Netze
Alle Nutzer in einer Zelle teilen sich gemeinsam das verfügbare FrequenzspektrumFrequenzspektrum
Wird in allen zellularen Netzen eingesetzt Wi d d F i tf t Z ll Wiederverwendung von Frequenzen in entfernten Zellen Eine Zelle erhält eine Menge von Frequenzbändern so zugeordnet,
dass es keine gleichen Frequenzen mit Nachbarzellen gibtg q g 4-Zellen-Wiederholungsmuster:
Mehrfachzugriff durch Frequenzteilung B i i l GSM 25 Mh B d 125 200 Kh K äl Beispiel GSM: 25 Mhz Band = 125 200 Khz Kanäle Zuweisung eines Kanals über einen Kontrollkanal, auf den alle
Auch: spread spectrum (weil das Frequenzspektrum „gespreizt“ wird)wird)
Alle MS benutzen den gleichen Kanal. Die MS werden durch einen Code voneinander unterschieden
Vorteile: Keine Koordinierung und Synchronisation notwendig Gleichmäßige Nutzung des gesamten Frequenzspektrums von jedem Gleichmäßige Nutzung des gesamten Frequenzspektrums von jedem
Nutzer Unterschiedliche CDMA-Techniken:
Direct Sequence (DS) Frequency Hopping (FH) Time Hopping (TH)pp g ( )
2.50Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Multiplextechniken
2. Technische Grundlagen
DS-CDMADS CDMA
1
Bitstrom (19,2 Kbit/s)
Chipstrom (1 23 Mc/s)
000 11
Code Generator (1 23 Mc/s)
Chipstrom (1,23 Mc/s)111 00
Code Generator (1,23 Mc/s)
1
111 00
0
111 00
1
111 00
000 11 111 00 000 11
2.51Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Multiplextechniken
2. Technische Grundlagen
DS-CDMADS CDMAPower Levels from MS
Received Power Levels at BTSCA
CC
CDCD
Exakte Steuerung der Sendeleistung notwendig, da alle Signale beim Empfänger gleich stark sein müssen
2.52Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
beim Empfänger gleich stark sein müssen.Multiplextechniken
Frequency Hopping (FH-CDMA), z.B. Bluetooth T ä f d üb t I f ti i l i t i ht Trägerfrequenz des übertragenen Informationssignals ist nicht
konstant, sondern ändert sich periodisch. In einem Zeitintervall (Slot) bleibt die Trägerfrequenz gleich. Danach ( ) g q g
„hüpft“ (hops) die Frequenz in einen anderen Bereich.
Frequenz Frequency Hopping CDMAFrequency Hopping CDMA
Zeit 2402-2403 2403-2404
. . .
T
2.57Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
T Multiplextechniken
2. Technische Grundlagen
FH-CDMAFH CDMA
Es gibt die unterschiedlichsten Hüpf-Algorithmen, z.B.: zyklisches Hüpfen zyklisches Hüpfen pseudo-zufälliges Hüpfen
Ferner wird zwischen Slow Frequency Hopping und Fast Frequency Hopping unterschieden
Bei S-FH (Slow FH) wird für jedes Datenpaket (mehrere Bits) eine Frequenz benutztFrequenz benutzt
Bei F-FH (Fast FH) wird ein Bit auf mehrere Frequenzen verteilt. Je mehr Frequenzbänder es gibt, desto geringer wird die
Wahrscheinlichkeit einer Kollision, wenn mehrere Geräte hüpfen Bei F-FH ist eine Kollision in einem Frequenzband unerheblich und
wird durch die anderen ausgeglichenwird durch die anderen ausgeglichen Bei S-FH gibt es i.d.R. einen Fehlerkorrekturmechanismus
2.58Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
Multiplextechniken
2. Technische Grundlagen
TH-CDMATH CDMA
Bei time hopping CDMA werden die Daten in kurzen Datenstößen (Bursts) gesendet mit pseudozufälligen dazwischen liegenden(Bursts) gesendet, mit pseudozufälligen dazwischen liegenden Zeitintervallen
Zeitachse wird in gleichgroße Rahmen eingeteilt, die wiederum in Zeitscheiben aufgeteilt sind. Ein Sender belegt dann pseudozufällig eine der Zeitscheiben.
Fragen: wer ist wo? wie kann ich ihn erreichen? d f i i f d N t Z b k ? darf man in einem fremden Netz Zugang bekommen? wie wird man von einem Zugangspunkt zum nächsten
unterbrechungsfrei weitergeleitet?g g ...
Das Prinzip des Mobilitätsmanagements ist in allen Netzen und Technologien ähnlichTechnologien ähnlich.
2.61Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
2. Technische Grundlagen
Prinzip von Mobilitätsmanagement: Registrierungp g g g
Heimat(sub-)netz
Heim-daten-bank
Fremd(sub-)netz
2.62Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
2. Technische Grundlagen
Prinzip von Mobilitätsmanagement: AnrufPrinzip von Mobilitätsmanagement: Anruf
Heimat(sub-)netzHeimat(sub )netz
Heim-daten-bank
1
2
1
3
Fremd(sub-)netz 4
2.63Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation
2. Technische Grundlagen
MobilitätsmanagementMobilitätsmanagement
Das Mobilitätsmanagement ist im Prinzip in allen Netzen gleich.Die „Heimdatenbank“ hat unterschiedliche Namen und es kann sich um mehrere Datenbanken, ev. auch verteilt, handeln: Home Location Register (HLR) in GSM/UMTS Home Location Register (HLR) in GSM/UMTS Home Subscriber Server (HSS) im 3GPP-IMS Home Agent (HA) bei MobileIP SIP-Proxy in Voice over IP (VoIP) Diensten AAA-Server (Authentication, Authorization and Accounting) etc.etc
Die „Heimdatenbank“ kann ein eigener Server (PC) zuhausei ( i b i M bil IP) d i D t b k b i isein (so wie bei MobileIP), oder eine Datenbank bei einem
Netzbetreiber, mit dem man einen Vertrag hat (so wie bei GSM)
Die Herausforderungen und die Kompliziertheit der real existierendenArchitekturen und Systeme ergeben sich aus folgenden Aspekten: darf der Benutzer überhaupt im Fremdnetz Zugang erhalten? d B t i t bil b t i h l d d h ä d i h di der Benutzer ist mobil, bewegt sich also, dadurch ändern sich die
Zugangspunkte und es müssen die Verbindungen möglichst unterbrechungsfrei aufrechterhalten bleiben
wie werden die Kosten abgerechnet? wie wird sichergestellt, dass die Privatsphäre des mobilen
Benutzers geschützt wird?Benutzers geschützt wird? auf welchen Wegen, über welche Gateways, mit welchen
Technologien und mit welchen Ressourcen findet die tatsächliche Kommunikation statt?