umts und wlan standards und technische...
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UMTS und WLAN
Standards und technische Grundlagen
Dr. Dietmar DenglerDFKI GmbH, UMTS-Doit
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StandardisierungITU (International Telecommunication Union) definierte Konzept für IMT-2000 (International Mobile Telecommunications at 2000 MHz)
• Anforderungen• Zusammenführung von Vorschlägen verschiedener regionaler
StandardisierungsgremienIMT-2000 ist eine Familie kompatibler Systeme (z.B. bzgl. Roaming, gleiche personalisierte Dienste)Multimode-Endgeräte werden auf alle Systeme zugreifen können Zur Standardisierung terrestrischer Netze sind zwei Gruppen gebildet worden
Quelle: TKN TU Berlin, Cornelia Kappler Course UMTS Networks
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UMTS Standardisierung in 3GPP
• www.3gpp.org• Jedes beteiligte Unternehmen schickt Delegierte zur Vertretung• Standardisierungsprozess:
• standardisiert ist, worüber alle Delegierten sich einig sind• Delegierte vertreten Firmeninteressen
• Standardisierung läuft über Mailinglisten und Meetings mindestens 6-mal pro Jahr
• Standardisierungstopics erhalten einen zeitlich definierten Endpunkt, um den Prozess zu steuern
• fast jedes Jahr wird ein neues Release des UMTS Standards veröffentlicht
• erstes UMTS Release ist "R99", dann durchnummeriert Rel4, Rel5,...• Spezifikationen sind öffentlich verfügbar (im Gegensatz etwa zu GSM)
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Standardisierung in IETF - Internet Engineering TaskForce
• z.B. IP, TCP, etc.• www.ietf.org• informelle Organisation aus “unabhängigen” Ingenieuren und Forschern • Jeder kann an der IETF Standardisierung teilnehmen
• Beeinflussung basiert auf technischem Wissen, Reputation, etc.• Standardisierung gemäß dem IETF-Motto:
“We believe in running code and rough consensus”• nur was implementiert ist, kann auch standardisiert werden
• Standardisierungsprozess über Mailinglisten und 3-malige Meetings pro Jahr
• verhandelte Standardisierungstopics hängen von den Interessen der involvierten Personen ab
• zu jedem Topic gibt es eine spezielle Working Group (WG)• alle Dokumente sind öffentlich verfügbar
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3GPP - IETF Zusammenarbeit
• 3GPP und IETF basieren auf unterschiedlichen• 3GPP definiert ein Gesamtsystem ( cathedral)• IETF bearbeitet ein Protokoll nach dem anderen ( bazaar)
• aber, da Telekommunikation und Internet immer mehr zusammenwachsen, müssen sie zusammenarbeiten
• aktuell braucht 3GPP die Zusammenarbeit mehr als umgekehrtz.B. bei der SIP (Session Initiation Protocol) Standardisierung
• aber IETF produziert Standards nicht „auf Bestellung“• 3GPP kann aber auch nicht auf Standards warten, etwa bis „jemand
sich für ein Thema interessiert und mit einer spezifischen Lösung glücklich ist“
• zunehmend sind somit die selben Leute in beiden Organisationen aktiv
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Geschichte Mobiltelefonie
• 1958 A-Netz in Deutschland: analog, Verbindungsaufbau nur von Mobilstation, handvermittelt, kein Handover, 1971: 11.000 Teilnehmer
• 1972 B-Netz in Deutschland: analog, kein Handover, Verbindungsaufbau auch aus Festnetz bei bekanntem Standort, 13.000 Teilnehmer
• 1982 Start der GSM-Spezifikation• 1986 C-Netz (1G) in Deutschland: analog, Handover, automatische
Lokalisierung der Mobilstation, digitale Signalisierung• 1992 Start von GSM (2G): D1 und D2, voll digital, automatische• Lokalisierung, Handover, zellular, Roaming, Datenübertragung• 1994 E-Netz in Deutschland: E-Plus, Viag Interkom, GSM mit höheren
Frequenzen und kleineren Zellen• 1998 Spezifikation von GSM-Nachfolgern: UMTS als europäischer Vorschlag
für IMT-2000• 2000 GSM-Erweiterungen (2.5G): HSCSD, GPRS• 2002 Start von UMTS (3G) in Testprojekten
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C-Netz
GSM
Sprache1. Generation (analog)
2. Generation (digital)
GSM/GPRS2.5 Generation (Paketdaten)
3. Generation (Multimedia) UMTS
Sprache, SMS, Faxleitungsvermittelte Datenübertragung 9,6 kbit/s
SpracheMultimediadienstehigh-speed-Daten-übertragung 384 kbit/s (2 Mbit/s peakrate)
Zusätzlich zu GSM-Diensten: paketvermittelte Datenübertragung bis 80 kbit/s
PDC
PDC/PDC-P
Hicap
J-TACS
NMT
TACS
IS-95 A« CDMA »
IS-95 B
cdma2000
AMPS
D-AMPS« TDMA », IS-136
UWC-136HSEDGE (GPRS)
IMT-2000: Systemfamilie
GSM:
GSM/GPRS:
UMTS:
Mobilfunkgenerationen
Quelle: T-Mobile, Bonn
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Quelle: TKN TU Berlin, Cornelia Kappler Course UMTS Networks
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• Völlig neue Funktechnologie WCDMA (und TD-CDMA)• Das Core-Network (Vermittlungsnetz) ist eine Evolution des
GSM/GPRS-Core-Network• UMTS-GSM Interworking: Roaming und Handover/Cell-Reselection
von CS- und PS-Diensten in beiden Richtungen• Höhere Datenrate:
– bis 384 kbps im Wirknetz– im Vergleich: 9,6 kbps in GSM, bis ca. 54 kbps in GPRS
• Erhöhte Multimedia- und Multitaskingfähigkeiten• Erhöhte und erweiterte Netzsicherheit• Nutzung von ATM als Übertragungstechnik innerhalb des Radio
Access Network und für die Anbindung von RNCs an CN
Wesentliche Merkmale UMTS-Netz (Release 99)
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pairedspectrum
1900
MH
z
1950
MH
z
2000
MH
z
2050
MH
z
2100
MH
z
2150
MH
z
2200
MH
z
DEC
T
IMT2
000
sate
llite
com
pone
nt
IMT2
000
sate
llite
com
pone
nt
pairedspectrum
pairedspectrum
unpa
ired
spec
trum
unpa
ired
spec
trum
850
MH
z
900
MH
z
950
MH
z
1000
MH
z
1050
MH
z
1100
MH
z
1150
MH
z
pairedspectrum
GSM
UMTS
FDD uplink
FDD downlink
FDD uplink
FDD downlink
TDD TDD
12 Pakete a 2 x 5 MHz FDD, 5 Pakete a 1 x 5 MHz TDD
UMTS (Lage im Frequenzband)
Quelle: T-Mobile, Bonn
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98% der ca. 120 Carrier im IMT-2000 Verbund haben WCDMA für ihre 3G Technologie gewähltWCDMA ist die kosteneffizientesteTechnologie für Mobile Voice
WCDMA - Verbreitung
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Architektur UMTS-Netz
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• Funkverbindung vom UE (User Equipment) zur Node B seiner Zelle• Node B besteht aus Sende- und Empfangsantenne sowie
Signalverarbeitungsgeräten für Codierung, Modulation etc.• Node B´s sind an RNC (Radio network Controller) angekoppelt, der eine Art
Vorfeldkonzentration und Verwaltungseinheit für die ihm zugeordneten Zellen ist. RNC realisiert Signalankoppelung an das CN
• CN (Core Network) muss die einzelnen Daten vermitteln und an die entsprechenden externen Netze weiterleiten
• Vermittlung für verbindungsorientierte Daten (CS-Circuit Switched) werden vom MSC (Mobile Switching Center) verarbeitet und beim GMSC (GatewayMSC) ausgekoppelt
• Mobilitätsverwaltung durch VLR (Visitor Location Register) und HLR (Home Location Register)
• Paketorientierten Daten (PS-Packet Switched) werden vom SGSN (ServingGPRS Support Node) und GGSN (Gateway GPRS Support Node) verarbeitet bzw. ausgekoppelt
Architektur UMTS-Netz
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UTRAN - UMTS Terrestrial Radio Access Network
Soft Handover mit physikalischen Serving- und Drift-RNC
Soft Handover mit logischem SRNC und DRNC
Softer HandoverMakrodiversitätCDMA-Technik ermöglichtmehrere gleichzeitigeVerbindungen pro UE
Quelle: UMTSlink.at
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Vorteile des Softhandovers
• Geringe Empfindlichkeit gegenüber Abschattung wie z.B. durch Häuser
• Geringe Empfindlichkeit gegenüber Mehrwegeausbreitungseffekten wie z.B. Fading-Effekte (destruktive Überlagerung von Wellen)
• Geringe Dienstausfallgefahr beim Zellenwechsel im Vergleich zum Hardhandover (Handover mit Frequenzwechsel), wie z.B. bei GSM
• Geringeres Signal-Störverhältnis: Da über räumlich verschiedene Funkstrecken kommuniziert wird, ist es sehr "unwahrscheinlich", dass auf mehreren Funkstrecken gleichartige Störungen auftreten
• Es ist eine geringere Sendeleistung für das UE (zum Teil auch für die NodeB) an den Zellgrenzen notwendig, was sich wiederum in geringerenStörleistungen für die Dienste anderer Teilnehmer bemerkbar macht. Minimierung Fehlerwahrscheinlichkeit Reduktion Leistungsregelung des RNCs für den Teilnehmerdienst
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• Bei der Mobilfunkkommunikation benutzen mehrere Teilnehmer gemeinsam dieselbe Funkstrecke
• Mehrfachzugriffsverfahren ermöglichen den Zugriff auf die gemeinsamen Radioressourcen durch mehrere Teilnehmer und die Trennung voneinander
• Die erste Generation (C-Netz) benutzt FDMA (Frequency Division Multiple Access): Die Teilnehmer benutzen separate Frequenzkanäle
• Die zweite Generation (GSM) benutzt zusätzlich TDMA (Time Division Multiple Access): Die Teilnehmer benutzen einen gemeinsamen Frequenzkanal, aber nicht gleichzeitig, sondern in separaten Zeitschlitzen
• UMTS benutzt CDMA (Code Division Multiple Access): Alle Teilnehmer benutzen gleichzeitig einen gemeinsamen Frequenzkanal, sie werden getrennt durch die Nutzung von unterschiedlichen Codes
Mehrfachzugriffsverfahren
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Das Ich Wetter liebe ist Dich gut.Ich liebe Dich.
Das Wetter ist gut.
Da
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FDMA TDMA
CDMA
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D
c
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te
bc
hh
Chinesisch
Arabisch
FinnischEnglisch
Mehrfachzugriffsverfahren
Quelle: T-Mobile, Bonn
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• Zwei Modi: FDD (Frequency Division Duplex) und TDD (Time Division Duplex)– FDD benutzt separate Frequenzen im “paired spectrum” für Uplink
und Downlink.– TDD benutzt dieselbe Frequenz im “unpaired spectrum” für Uplink
und Downlink.• FDD-Mode
– Frequenzband: Uplink 1920-1980 MHz, Downlink 2110-2170 MHz– Mehrfachzugriffsverfahren: WCDMA (Wideband Code Division
Multiple Access)– Bandbreite eines Frequenzkanals: ca. 5 MHz
• TDD-Mode– Frequenzband: 1900-1920 MHz and 2010-2025 MHz– Mehrfachzugriffsverfahren: TD-CDMA (Time Division - Code
Division Multiple Access)– Zwei TDD-Modi: breitbandiger Modus mit einer
Frequenzkanalbandbreite von ca. 5 MHz und schmalbandigerModus mit einer Frequenzkanalbandbreite von ca. 1,6 MHz
• UMTS-Start mit FDD. TDD wird später eingeführt.
UMTS Luftschnittstelle
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t
f
200 kHz
4,615 ms frame
P
Die Verbindungen sind durch Nutzung von unterschiedlichen Frequenzen und Zeitschlitze von einander getrennt.
User k1 Time Slot = 0,577 ms
TDMA-Prinzip bei GSM
Quelle: T-Mobile, Bonn
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CDMA-Prinzip (UMTS W-CDMA FDD)
t
fP
4-5 MHz
Codes mit unterschiedlichemSpreading und Power
Die Verbindungen sind durch Nutzung von unterschiedlichen Frequenzen und Codes von einander getrennt.
Quelle: T-Mobile, Bonn
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Unterscheidung UMTS FDD vs. TDD
Quelle: Vorl.Mobile CommunicationsII, LMU München, A. Küpper
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Komplexe Empfänger, benötigt exakte Steuerung der Sendeleistung
Geringe Flexibilität,FrequenzenMangelware
Schutzzeiten wegenMehrwegeausbeitungnötig, Synchronisation
Unflexibel, da meistbaulich festgelegt
Nachteile
Flexibel, benötigtwenigerFrequenzplanung,weicher Handover
Einfach, etabliert,robust, planbar
Etabliert, voll digital,vielfältig einsetzbar
Sehr einfachhinsichtlich Planung,Technik,Kapazitätserhöhung
Vorteile
Alle Teilnehmer können gleichzeitigam gleichen Ortununterbrochen aktiv sein
Jeder Teilnehmer hat sein Frequenzbandununterbrochen
Teilnehmer sindnacheinander für kurze Zeit aktiv
Nur ein Teilnehmerkann in einem Sektorununterbrochen aktiv sein
Teilnehmer
Unterscheidungdurch individuelleCodes
Einteilung desFrequenzbereichs in disjunkte Bänder
Aufteilen derSendezeiten indisjunkte Schlitze
Einteilung desRaums inZellen/Sektoren
Idee
CDMA(Code Division Multiple Access)
FDMA(Frequency Division Multiple Access)
TDMA(Time Division Multiple Access)
SDMA(Space Division Multiple Access)
Verfahren
Multiplexingverfahren im Vergleich
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Realisierung des CDMA-Verfahrens durch Direct Sequence CDMA-Technik
• Multiplikation des Datenstroms (Bits) mit einer teilnehmerspezifischen, zweiwertigen Codefolge (Chips)
• Jedes Bit wird dadurch auf eine Anzahl von Chips abgebildet: Bitstrom Chipstrom
• Übertragung mit einer im Vergleich zur Datenrate W großen Bandbreite B
• Aufprägen eines „Fingerabdrucks“ Spreizcode• Spreizfaktor = Verbreiterungsfaktor des Spektrums = Anzahl Chips
pro Bit• Übertragung aller Teilnehmersignale mit derselben Trägerfrequenz
Interne Umwandlung von Bitmustern in NRZ-Signale (No Return to Zero)
• Bit 1 Symbol -1 • Bit 0 Symbol +1
kodierte Datenrate von 3,84Mchip/s
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(-1) * (+1) = "-1"
Beispielkodierung
Quelle: UMTSlink.at
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Funktion der SpreizungSpreizungscode ~ „channelisation code“
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Signal Spreader
RF Modulator(1)
(2)
(3)
Transmitter
Signal Spreader
RF Demodulator (5)
(4)
(3)
Receiver
f
p
f
p
f
p
(1) Input signal (3) TX spread signal
(5) Input signal (detected)l
(2) Spreading code
(4)=(2) De-spreading code
Bin BS
Rin: Bit Rate des Input-Signals
Beispiel: Rchip= 3,84 Mcps, Rin= 30 kbps, SF=128
Spreading Factor (SF) = Bs/Bin= Rchip/Rin
Rchip: Chip Rate
Übertragungprinzip bei CDMA
Quelle: T-Mobile, Bonn
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Orthogonale variable spreading factor (OVSF) code
11111111
11110000
11001100
11000011
10101010
10100101
10011001
10010110
1111
1100
1010
1001
11
10
1
2 4 8 512SF = 1
– W-CDMA benutzt sogenannte OVSF-codes für die Spreizung
– Jeder Code auf einem Zweig des Code-Baums ist orthogonal zu jedem Code auf einem anderen Zweig
– Die Codes auf dem selben Zweig sind nicht orthogonal zu einander
– W-CDMA benutzt SF 4 bis 512 im DL, und 4 bis 256 im UL
– Datenrate pro Benutzer schnell veränderbar neuer Code mit anderem SF
– Bei UMTS FDD alle 10ms möglich
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Prozessgewinn
• Codelänge verantwortlich für besonderen Effekt der CDMA-Technik -den Prozessgewinn
• Dekodierung erfolgt immer über die gesamte Chiplänge• Skalarprodukt bei der Dekodierung ergibt die „verstärkten“ Werte +/-SF• SF entspricht dem Prozessgewinn• „Je länger der Code ist, desto größer ist die Bandspreizung und der
Prozessgewinn!“• Besondere Bedeutung im CDMA-System:
• Nutzsignale mit größerem SF und somit geringerer Datenrate müssen mit weniger Leistung über die Antenne übertragen werden als Signale mit hoher Datenrate
• Was Sendeelektronik durch Anhebung der Sendeleistung bei schlechtem Empfang nicht mehr erreicht, kann durch Reduktion derDatenrate erreicht werden, da der Empfänger durch den höheren Spreizfaktor eine zusätzliche Signalanhebung erfährt durch Signalanhub sinkt auch wieder die Fehlerrate
• Dynamischer Prozess, um die Kommunikation störsicher zu machen
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Nachteile orthogonaler Channelizationcodes
Annahme beim Uplink:Signalverzögerung bei Node B = 1 Chip
Fatal:ursprünglich orthogonale Codes werden der Bodenstation als identische Codes präsentiert
Downlinkproblem:Wenn alle Zellen den gleichen Codebaum verwenden und alle Codes vergeben sind, so kommt es im Randgebiet der Zellen zu Störungen
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Scramblingcodes lösen das Problem• Scramblingcodes dienen im Gegensatz zu Channelizationcodes
nicht zur Bandspreizung, sondern nur zur orthogonalen Kodierung der Zellen im Downlink und der Teilnehmer im Uplink
• fixe Länge von exakt 38400 Chips, entspricht der Länge von einemZeitrahmen im zeitlichen Aufbau des Signals (10ms)
• Jeder Zeitrahmen wird multiplikativ kodiert• Scramblingcodes bleiben auch im asynchronen Fall orthogonal
zueinander• Zellenplanung verteilt die Codes entsprechend geschickt auf die
Node Bs• RNC teilt dem Handy Info zur Generierung des Uplink-
Scramblingcodes mit
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– Grundidee: dynamische (adaptive) Optimierung des Verhältnisses von
• Sprachkodierung ( = Kompression der Sprachdaten) und• Kanalkodierung ( = Schutz der Daten vor Funkkanal-Störungen)
– In den Transcodern wird eine Gruppe von Sprachcodecs vorgehalten (8 versch. Sprachdatenraten: AMR 4,75kb/s bis AMR 12,2kb/s)
– Regelmäßige Wahl des besten Codecs in Abhängigkeit der Interferenzrate während eines Gesprächs (für jedes UE separat)
– Subjektives Qualitätsempfinden je nach Codec auch bei schlechterem Funkkanal gut
– Wird die Datenrate geringer, vergrößert sich der Prozessgewinn und damit die Reichweite des Handys, da durch gewonnenen Prozessgewinn Sendeleistung gespart werden kann (kommt der Reduktion der Interferenzleistung in einer Zelle zugute)
AMR (adaptive multirate) Sprachübertragung
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• Beibehalten der bewährten GSM-Sicherheitskonzepte– Verwendung von SIM-Card– Authentikation von SIM gegenüber Netz– Verschlüsselung der Daten über Luftschnittstelle
• Erhöhte Sicherheit im UMTS-Netz– Gegenseitige Authentifizierung von USIM (Universal Subscriber
Identity Module) und Netz– Überprüfung der übertragenen Daten auf Unverfälschbarkeit– Automatische Begrenzung der Lebensdauer der temporären Schlüssel– Erhöhung der Schlüssellänge von 64 bit auf 128 bit– Verschlüsselung auf der Luftschnittstelle und zwischen Node B und
RNC• Kompatibilität 3G/2G Sicherheitsfunktionen:
– Nutzung von USIM für GSM-Zugriff– Nutzung von SIM (mit einem UMTS-Endgerät) für UMTS-Zugriff (mit
reduziertem Sicherheitsniveau)
Node B
USIM
RNC MSC / SGSN
HLR
Ciphering / Integrity Check
USIM AuthenticationNetwork Authentication
Sicherheit im UMTS-Netz
Quelle: T-Mobile, Bonn
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• In GSM und UMTS benötigt man für den Netzzugang eine Chipkarte im Endgerät.
• Chipkarte für GSM: SIM (Subscriber Identity Module)• USIM (Universal SIM): Weiterentwicklung der SIM für UMTS, aber
nur Bezeichnung der logischen Applikation– Grundfunktionen wie SIM: Identifikation und Authentikation des
Teilnehmers, sicherer Speicher für System- und Benutzerdaten– Neue Funktionen:
• erweiterte Sicherheitsfunktionen• Erweiterter Speicher, z.B. für User-Telefonbuch mit Speicherung von
alternativer Telefonnummer(n), Fax-Nummer(n), E-Mail Adresse(n), etc.• UICC (Universal IC Card)
– Die Chipkarte für UMTS-Endgeräte– Mehrere Applikationen können auf einer UICC Chipkarte laufen:
Multi-Applikationsplattform, z. B. USIM + SIM
UMTS Chipkarte
Quelle: T-Mobile, Bonn
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Mobile und drahtlose Dienste – Always Best Connected
Regionalnetze
Stadtnetze
Campusnetze
Gebäudenetze
VertikalerHandover
HorizontalerHandover
Integration heterogener Fest- undMobilnetze mit stark variierendenÜbertragungscharakteristika
Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin
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Mobilität mit WLAN & UMTS
• UMTS bietet kosteneffizienten breitbandigen Wide Area Zugang • UMTS unterstützt internationales Roaming• UMTS bietet integrierte Abrechnungsfunktionen• UMTS bietet sicheren Netzzugang• WLAN dient als drahtloser Hochgeschwindigkeits-Zugang zu
bestehenden Datennetzen mit eingeschränkter Mobilität im Bereichvon Hot Spots
• WLAN-Abdeckung einer Großstadt erfordert etwa die hundertfache Anzahl an Access Points im Vergleich zu UMTS-Antennen
WLAN und UMTS ergänzen sich und wachsen zusammen!
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UMTS
IrDa
GSM/GPRS
Wireless LAN
Gebäude StadtReichweite
10 K
1 M
2 M
Gebiet WeltweitRaum
11 M
Wireless Bridging
4 M
Blue-tooth
Dat
enra
te[B
it/s]
DECT
Bündelfunk
Schmalband
Einordnung verschiedener Funktechniken
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IEEE 802.11 Standards und Arbeitsgruppen
Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin
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Vergleich Infrastruktur- und Ad-hoc-Netzwerk
Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin
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802.11 - Architektur - InfrastrukturnetzStation (STA)• Rechner mit Zugriffsfunktion auf das
drahtlose Medium und Funkkontakt zum Access Point
Basic Service Set (BSS)• Gruppe von Stationen, die dieselbe
Funkfrequenz nutzenAccess Point• Station, die sowohl in das Funk-LAN
als auch das verbindende Festnetz (Distribution System) integriert ist
Portal• Übergang in ein anderes FestnetzDistribution System• Verbindung verschiedener Zellen um
ein Netz (ESS: Extended Service Set) zu bilden
• Architektur des DS nicht Teil des Standards
Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin
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802.11 - Architektur - Ad-hoc Netzwerk
Direkte Kommunikation mitbegrenzter Reichweite
• Station (STA):Rechner mit Zugriffsfunktion auf das drahtlose Medium
• Basic Service Set (BSS):Gruppe von Stationen, die dieselbe Funkfrequenz nutzen
Unterschiedliche BSSs könnendurch Raummultiplexen (genügendAbstand) oder durch dieVerwendung unterschiedlicherTrägerfrequenzen gebildet werden
Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin
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WLAN-Nutzung im 2,4GHz Band
• Lizenz-, Anmelde- und Gebührenfrei• Allgemeinzugängliches Spektrum
Störungen von anderen Funkdiensten oderanderen WaveLan-Nutzern müssen hingenommen werden
• Keine Regulierung der Frequenzen• Öffentlicher Funkdienst kein Schutz vor Abhören• International reguliert! (Achtung: häufig nicht alle Kanäle!)• Bestimmte Auflagen
• keine Manipulation am Sender• nur "zugelassene" Antennen benutzen
• Mitnutzer• Mikrowellenherde, Bluetooth, Radar-Anlagen, Bewegungsmelder,
Fernwirkfunk, Funk-Kopfhörer, Amateurfunk, etc..• Zuständigkeit: RegTP, ETSI (Europa), ITU (international)
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WLAN – Funkreichweiten 802.11b
Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik
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WLAN - Physischer Layer DSSS
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) Verfahren• der Standard für 802.11b WaveLan• 1, 2, 5.5 und 11 MBit• neuere Karten immer Rückwärtskompatibel zu alten• bei schlechtem Empfang kann auf geringere Bitraten
heruntergeschaltet werden• Aufteilung in 13 Channels (Europa). USA: 11 Channels• Raster 5 MHz• DSSS Signal ist durch Chipping Codes auf 22 MHz gespreizt• max. 3 nicht-überlappende Kanäle
WLAN - Kontroll Layer• Einsatz spezieller Kollisionsvermeidungsalgorithmen• AP kontrolliert den Zugriff auf das Medium
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WLAN – Kanalverteilung 802.11b
Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik
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11-Chip Barker Code 10110111000
DSSS-Modulationen
Complementary Codes
Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik
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Abkürzungen1G, 2G, 3G1st Generation,...3rd Generation3GPP 3rd Generation Partnership Project, produces UMTS standard3GPP2 3rd Generation Partnership Project 2, produces cdma2000 standardAuC Authentication CenterB3G Beyond 3rd GenerationBSC Base Station Controller, controlling node in GSM RANBTS Base Station Transceiver, network element, incl antenna in GSM RANcdmaOne One of the 2nd Generation Systems, mainly used in Americas and Koreacdma2000 member of the IMT-2000 family for 3G, successor of cdmaOneCS Domain Circuit-switched Domain, one of the UMTS functional groupsCN Core Network; in UMTS consisting of CS Domain, PS Domain and IMSEDGE Enhanced Data Rates for GSM EvolutionEIR Equipment Identity RegisterGGSN Gateway GPRS Support Node, network element in the PS domainGMSC Gateway MSC, network element in CS Domain, gateway to external networksGPRS General Packet Radio Service, 2.5 Generation systemGSM Global System for Mobile Communications, European 2G SystemHLR Home Location Register, main subscriber database in GSM and GPRSHSCSD Hich Speed Circuit Switched Data, higher data rate for GSMID Internet Draft, working document of the IETF, becomes RFC when generally acceptedIETF Internet Engineering Task Force, responsible for Internet Standardization
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IMS IP Multimedia Subsystem, one of the UMTS functional groupsIMT-2000 International Mobile Telecommunications at 2000 MHz, 3G concept by ITUITU International Telecommunication Union, international standardization bodyIS-95 = cdmaOne, one of the 2nd Generation SystemsMS Mobile Station (term used in GSM and GPRS)MSC Mobile Switching Center, network element in CS DomainPS Domain Packet-switched Domain, one of the UMTS functional groupsPSTN Public Switched Telephone NetworkR99 UMTS Release 1999RAN Radio Access NetworkRFC "Request For Comment", Specification by IETFRel4, Rel5..UMTS Release 4,..SGSN Serving GPRS Support NodeTRAU Transcoding and Rate Adaptation UnitTS Technical Specification, Standard by 3GPPQoS Quality of ServiceUE User Equipment (term used in UMTS)UMTS Universal Mobile Terrestial System, member of the IMT-2000 family for 3G, successor of GSMUTRAN UMTS Radio Access NetworkUTRA UMTS Radio Access; Radio link between UTRAN and UEVLR Visited Location Register, network element in GSM/GPRS, stores user data in visited network
Abkürzungen II