Frequenzbereiche für die KommunikationFrequenzbereiche für...

Technische Grundlagen

FrequenzenModulationAntennenSignalausbreitungMultiplextechniken

2. Technische Grundlagen

Frequenzbereiche für die KommunikationFrequenzbereiche für die Kommunikation

Frequenzen, Beispiele:

TVAudio

VLF LF HF VHF UHF IR UV XR

100 103 109 1012 1015 1018106

Walkie-Talkie PagingZellular GSM Schnurlos DECTZellular GSM UMTSWalkie Talkie27 MHz

Paging930 MHz

Zellular GSM900 MHz

Schnurlos DECT1880 MHz

Zellular GSM1800 MHz

UMTS2000 MHz

2.2Prof. Dr. Dieter HogrefeMobilkommunikation

Frequenzen


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


Frequenzen


Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular)Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular)


Frequenzen


Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (WLAN)Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (WLAN)


Frequenzen


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)


Modulation


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)


Modulation


Darstellung einer Schwingung als PolardiagrammDarstellung einer Schwingung als Polardiagramm

Beispiel: Schwingung mitgleich bleibender Amplitude (Magnitude)

Phase und Amplitude werdendurch einen Q- und einen I-Wertspezifiziert


spezifiziertModulation


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


Modulation


Amplituden- und Phasenmodulation kombiniertAmplituden und Phasenmodulation kombiniert


Modulation


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


Modulation



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


Modulation



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


Modulation



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:

http://www.educatorscorner.com/tools/lectures/appnotes/discipline/pdf/5965-7160E.pdf


Modulation


Ultra Wide Band (UWB)Ultra Wide Band (UWB)

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.

Raumkapazitäten verschiedener Übertragungssysteme:


Modulation



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


Modulation



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:


Modulation



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.


Modulation



itti t S d l i t b t t B db itemittierte Sendeleistung, benutzte Bandbreite:


Modulation



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


Modulation



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:


Modulation



Vergleich zwischen der Frequenzbelegung und der Sendeenergie (in Watt/Herz) eines 600 psec Impulses vs. ein 300 psec Impuls:


Modulation



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


Modulation


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


Modulation



Modulation



Quellen:

http://www.tecchannel.de/entwicklung/grundlagen/429761/

http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=0002D51D-0A78-1CD4-B4A8809EC588EEDF&pageNumber=1&catID=2

http://www.sciam.com/article.cfm?articleID=000780A0-0CA3-1CD4-B4A8809EC588EEDF


Modulation


AntennenAntennen

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)


Antennen


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)

zz

z

Sektoren-

b 3 S kt

x

b 6 S kt

x SektorenAntenne


von oben, 3 Sektoren von oben, 6 SektorenAntennen


Antennen: BeispieleAntennen: Beispiele

L-Band Satelliten-Empfangsstation(DFD, Oberpfaffenhofen)

L- und S-Band Empfangsantenne


ALINCO EA0078

Antennen


AntennenAntennen

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


Antennen


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)


Antennen


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)


Antennen


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

Reflektion Streuung BeugungAbschattung


Signalausbreitung


Mehrwegeausbreitung StörungenMehrwegeausbreitung, Störungen

Ein Signal kommt aufgrund von Reflektion, Streuung und Beugung auf mehreren Wegen beim Empfänger anauf mehreren Wegen beim Empfänger an

Resultiert in einem zusätzlichen Hintergrundrauschen, Störungen Ist ein Problem für Modulationsverfahren mit hoher Bitrate, z.B.

64-QAM


Signalausbreitung



Die Störungen sind ortsabhängig und frequenzabhängig B i i l i M d E f lität üb Beispiel einer Messung der Empfangsqualität gegenüber

zunehmenden Abstand vom Sender:

Quelle: http://www.skydsp.com/publications/phd_sem/index.htm


Signalausbreitung



Beispiel einer Messung der Empfangsqualität gegenüber zunehmender Frequenz:zunehmender Frequenz:

Quelle: http://www.skydsp.com/publications/phd_sem/index.htm


Signalausbreitung



Beispiel einer Messung in einem Raum:

SNR (Signal to Noise Ratio) ist ein Maß für die EmpfangsbedingungenQ ll htt // k d / bli ti / hd /i d ht


Quelle: http://www.skydsp.com/publications/phd_sem/index.htmSignalausbreitung


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


Signalausbreitung



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


Signalausbreitung



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:

SignalqualitätSNR (Signal/Noise Ratio)

BPSKQPSK16QAM

O // / / f /

16QAM


OFDM Tutorial: http://www.wireless.per.nl:202/telelearn/ofdm/Signalausbreitung


Variante: OFDMA (OFDM Access)Variante: OFDMA (OFDM Access)

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


Signalausbreitung


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


Multiplextechniken


Zellulare NetzeZellulare Netze

Alle Nutzer in einer Zelle teilen sich gemeinsam das verfügbare FrequenzspektrumFrequenzspektrum

Multiplextechniken:p SDMA (Space Division Multiple Access) FDMA (Frequency Division Multiple Access) TDMA (Time Division Multiple Access) TDMA (Time Division Multiple Access) CDMA (Code Division Multiple Access)


Multiplextechniken


SDMA (Space Division Multiple Access)SDMA (Space Division Multiple Access)

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:


Multiplextechniken



7-Zellen-Wiederholungsmuster :

Wiederholungsmuster existieren fürK = 3 4 7 und VielfacheK = 3, 4, 7 und Vielfache

Je größer K, desto:kleiner die Anzahl Kanäle pro Zelle• kleiner die Anzahl Kanäle pro Zelle

• größer die Mehrfachnutzung• geringer die Interferenz


Multiplextechniken



Zusätzliche Einteilung der Zellen in Sektoren mit Hilfe von gerichteten Antennen:gerichteten Antennen:


Multiplextechniken



Zellplanung Große Zellen fürländliche Regionen

Kleine Zellen für dichtKleine Zellen für dicht besiedeltes Gebiet


Multiplextechniken


FDMA (Frequency Division Multiple Access)FDMA (Frequency Division Multiple Access)

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

Mobilstationen zunächst hören

891,0 MhzKanal 45

891,2 Mhz...

890,6 MhzKanal 43

890,8 MhzKanal 44

891,0 Mhz

...


Multiplextechniken


TDMA (Time Division Multiple Access)TDMA (Time Division Multiple Access)

bekannte Technik aus dem Bereich der Festnetze Wi d ft i V bi d it FDMA i t t di F Wird oft in Verbindung mit FDMA eingesetzt, um die Frequenzen

noch effizienter zu nutzen Voraussetzung:g

Sprachcodierung Datenkompression

Zugriff auf einen Frequenz Kanal ist nur zu bestimmten Zugriff auf einen Frequenz-Kanal ist nur zu bestimmten periodischen Zeitpunkten gestattet

Beispiel GSM TDMA-Rahmen:

6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 10

MS A

6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 1

TDMA-Rahmen4,615 ms

0


,Multiplextechniken


CDMA (Code Division Multiple Access)CDMA (Code Division Multiple Access)

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 ( )


Multiplextechniken


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


Multiplextechniken


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


beim Empfänger gleich stark sein müssen.Multiplextechniken


DS-CDMA BeispielDS CDMA BeispielA Data 1 01

A Key 1 0 0 01 0 0 0 1 01 0 1 0 1 0 0 1A Key 1 0 0 01 0 0 0 1 0

A Data XOR A Key

1 0 1 0 1 0 0 1

0 1 1 10 0 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 01

A Signal

B Data 010B Data 1

B Key 0 1 10 0 0 01 0 0 0 1 1 0 1 0 01

B Data XOR B Key 0 101

B Signal

0 1 10 01 11 0 01 0 01

Composite A+BSignal


SignalMultiplextechniken


DS-CDMA BeispielDS CDMA Beispiel

A Key 1 0 0 01 0 0 0 1 01 0 1 0 1 0 0 1

Composite A+B

A Key 1 0 0 01 0 0 0 1 01 0 1 0 1 0 0 1

Composite A+BSignal

(A+B)*A Key

A Data 1 1 0

Integrator

A Data 1 1 0

* - Operator: (A+B)*1 = (A+B) , (A+B)*0 = (A+B)


Multiplextechniken



B K 0 1 10 0 0 01 0 0 0 1 1 0 1 0 01B Key 0 1 10 0 0 01 0 0 0 1 1 0 1 0 01

Composite A+BComposite A+BSignal

(A+B)*B Key

Integrator

B Data 0 1 0


Multiplextechniken



Composite A+BComposite A BSignal

False Key 1 0 0 01 0 0 0 1 10 1 0 0 11 1 0

(A+B)* False Key(A B) False Key

Integrator


Multiplextechniken


FH-CDMAFH CDMA

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


T Multiplextechniken


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


Multiplextechniken


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.


Multiplextechniken


Multiplexen: ZusammenfassungMultiplexen: Zusammenfassung


Multiplextechniken


MobilitätsmanagementMobilitätsmanagement

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.



Prinzip von Mobilitätsmanagement: Registrierungp g g g

Heimat(sub-)netz

Heim-daten-bank

Fremd(sub-)netz



Prinzip von Mobilitätsmanagement: AnrufPrinzip von Mobilitätsmanagement: Anruf

Heimat(sub-)netzHeimat(sub )netz

Heim-daten-bank

1

2

1

3

Fremd(sub-)netz 4



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)



Mobilitätsmanagement: HerausforderungenMobilitätsmanagement: Herausforderungen

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?


Frequenzbereiche für die KommunikationFrequenzbereiche für...

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