106

UMTS und WLAN

Standards und technische Grundlagen

Dr. Dietmar DenglerDFKI GmbH, UMTS-Doit

107

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

108

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)

109

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

110

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

111

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

112

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

113

Quelle: TKN TU Berlin, Cornelia Kappler Course UMTS Networks

114

• 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)

115

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

116

98% der ca. 120 Carrier im IMT-2000 Verbund haben WCDMA für ihre 3G Technologie gewähltWCDMA ist die kosteneffizientesteTechnologie für Mobile Voice

WCDMA - Verbreitung

117

Architektur UMTS-Netz

118

• 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

119

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

120

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

121

• 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

122

Das Ich Wetter liebe ist Dich gut.Ich liebe Dich.

Das Wetter ist gut.

Da

s

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t

t

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c

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FDMA TDMA

CDMA

aWe

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Ic

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b

D

c

h

aW rt

te

bc

hh

Chinesisch

Arabisch

FinnischEnglisch

Mehrfachzugriffsverfahren

Quelle: T-Mobile, Bonn

123

• 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

124

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

125

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

126

Unterscheidung UMTS FDD vs. TDD

Quelle: Vorl.Mobile CommunicationsII, LMU München, A. Küpper

127

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

128

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

129

(-1) * (+1) = "-1"

Beispielkodierung

Quelle: UMTSlink.at

130

Funktion der SpreizungSpreizungscode ~ „channelisation code“

131

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

132

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

133

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

134

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

135

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

136

– 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

137

• 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

138

• 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

139

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

140

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!

141

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

142

IEEE 802.11 Standards und Arbeitsgruppen

Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin

143

Vergleich Infrastruktur- und Ad-hoc-Netzwerk

Quelle: Vorl. Mobilkommunikation, J. Schiller, FU Berlin

144

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

145

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

146

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)

147

WLAN – Funkreichweiten 802.11b

Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik

148

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

149

WLAN – Kanalverteilung 802.11b

Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik

150

11-Chip Barker Code 10110111000

DSSS-Modulationen

Complementary Codes

Quelle: F. Jondral, Uni Karlsruhe, Inst. Für Nachrichtentechnik

151

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

152

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