{"id":158,"date":"2010-09-14T21:06:32","date_gmt":"2010-09-14T19:06:32","guid":{"rendered":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/?page_id=158"},"modified":"2015-05-10T13:09:06","modified_gmt":"2015-05-10T11:09:06","slug":"inhalt-gsm","status":"publish","type":"page","link":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/?page_id=158","title":{"rendered":"Inhalt – GSM"},"content":{"rendered":"

<\/p>\n

1.1 Leitungsvermittelnde Daten\u00fcbertragung<\/p>\n

1.1.1 Klassische Leitungsvermittlung<\/p>\n

1.1.2 Virtuelle Leitungsvermittlung \u00fcber IP<\/p>\n

1.2 Standards<\/p>\n

1.3 \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten<\/p>\n

1.4 Das Signalisierungssystem Nr. 7<\/p>\n

1.4.1 Klassischer SS-7-Protokollstack<\/p>\n

1.4.2 Spezielle SS-7-Protokolle f\u00fcr GSM<\/p>\n

1.4.3 IP-basierter SS-7-Protokollstack<\/p>\n

1.5 Die GSM Subsysteme<\/p>\n

1.6 Das Network Subsystem<\/p>\n

1.6.1 Die Mobile Vermittlungsstelle (MSC)<\/p>\n

1.6.2 Das Visitor Location Register (VLR)<\/p>\n

1.6.3 Das Home Location Register (HLR)<\/p>\n

1.6.4 Das Authentication Center (AC)<\/p>\n

1.6.5 Das Short Message Service Center (SMSC)<\/p>\n

1.7 Das Base Station Subsystem (BSS) und Sprachcodierung<\/p>\n

1.7.1 Frequenzbereiche<\/p>\n

1.7.2 Base Transceiver Station (BTS)<\/p>\n

1.7.3 Die GSM-Luftschnittstelle<\/p>\n

1.7.4 Der Base Station Controller (BSC)<\/p>\n

1.7.5 Die TRAU f\u00fcr Sprachdaten\u00fcbertragung<\/p>\n

1.7.6 Channel Coder und Interleaver in der BTS<\/p>\n

1.7.7 Verschl\u00fcsselung und Sicherheitsaspekte<\/p>\n

1.7.8 Modulation<\/p>\n

1.7.9 Voice Activity Detection<\/p>\n

1.8 <\/span> Mobility Management und Call Control<\/span><\/p>\n

1.8.1<\/span> Cell Reselection und Location Area Update<\/span><\/p>\n

1.8.2 Mobile Terminated Call<\/p>\n

1.8.3 Handoverszenarien<\/p>\n

1.9 Mobile Endger\u00e4te<\/p>\n

1.10 Die SIM-Karte<\/p>\n

1.11 Das Intelligent Network Subsystem und CAMEL<\/p>\n

1.12 Fragen und Aufgaben<\/p>\n

<\/p>\n

1<\/span> GSM………………………………………………………………………………………………………………………. 1<\/p>\n

1.1 Leitungsvermittelnde Daten\u00fcbertragung…………………………………………………….. 1<\/p>\n

1.1.1 Klassische Leitungsvermittlung…………………………………………………………….. 1<\/p>\n

1.1.2 Virtuelle Leitungsvermittlung \u00fcber IP………………………………………………….. 4<\/p>\n

1.2 Standards……………………………………………………………………………………………………….. 5<\/p>\n

1.3 \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten………………………………………………………………….. 6<\/p>\n

1.4 Das Signalisierungssystem Nr. 7…………………………………………………………………… 8<\/p>\n

1.4.1 Klassischer SS-7-Protokollstack…………………………………………………………….. 9<\/p>\n

1.4.2 Spezielle SS-7-Protokolle f\u00fcr GSM……………………………………………………… 12<\/p>\n

1.4.3 IP-basierter SS-7-Protokollstack………………………………………………………….. 14<\/p>\n

1.5 Die GSM Subsysteme…………………………………………………………………………………. 16<\/p>\n

1.6 Das Network Subsystem…………………………………………………………………………….. 16<\/p>\n

1.6.1 Die Mobile Vermittlungsstelle (MSC)…………………………………………………. 16<\/p>\n

1.6.2 Das Visitor Location Register (VLR)…………………………………………………… 21<\/p>\n

1.6.3 Das Home Location Register (HLR)………………………………………………….. 22<\/p>\n

1.6.4 Das Authentication Center (AC)………………………………………………………… 28<\/p>\n

1.6.5 Das Short Message Service Center (SMSC)……………………………………….. 30<\/p>\n

1.7 Das Base Station Subsystem (BSS) und Sprachcodierung…………………………. 32<\/p>\n

1.7.1 Frequenzbereiche……………………………………………………………………………….. 32<\/p>\n

1.7.2 Base Transceiver Station (BTS)………………………………………………………….. 35<\/p>\n

1.7.3 Die GSM-Luftschnittstelle…………………………………………………………………… 37<\/p>\n

1.7.4 Der Base Station Controller (BSC)……………………………………………………… 47<\/p>\n

1.7.5 Die TRAU f\u00fcr Sprachdaten\u00fcbertragung…………………………………………….. 53<\/p>\n

1.7.6 Channel Coder und Interleaver in der BTS……………………………………….. 58<\/p>\n

1.7.7 Verschl\u00fcsselung und Sicherheitsaspekte……………………………………………. 61<\/p>\n

1.7.8 Modulation…………………………………………………………………………………………… 66<\/p>\n

1.7.9 Voice Activity Detection…………………………………………………………………….. 66<\/p>\n

1.8 <\/span> Mobility Management und Call Control……………………………………………………… <\/span>69<\/span><\/p>\n

1.8.1<\/span> Cell Reselection und Location Area Update<\/span>………………………………………. <\/span>69<\/span><\/p>\n

1.8.2 Mobile Terminated Call………………………………………………………………………. 71<\/p>\n

1.8.3 Handoverszenarien…………………………………………………………………………….. 75<\/p>\n

1.9 Mobile Endger\u00e4te………………………………………………………………………………………… 78<\/p>\n

1.10 Die SIM-Karte……………………………………………………………………………………………… 82<\/p>\n

1.11 Das Intelligent Network Subsystem und CAMEL………………………………………. 88<\/p>\n

1.12 Fragen und Aufgaben…………………………………………………………………………….. 92<\/p>\n

2<\/span> GPRS und EDGE………………………………………………………………………………………………… 93<\/p>\n

2.1 Leitungsvermittelte Daten\u00fcbertragung……………………………………………………… 93<\/p>\n

2.2 Paketorientierte Daten\u00fcbertragung……………………………………………………….. 95<\/p>\n

2.3 GPRS auf der Luftschnittstelle……………………………………………………………………. 98<\/p>\n

2.3.1 GPRS Timeslot-Nutzung im Vergleich zu GSM…………………………………. 98<\/p>\n

2.3.2 Gleichzeitige Nutzung einer Basisstation von GSM und GPRS………. 101<\/p>\n

2.3.3 Coding Schemes……………………………………………………………………………….. 102<\/p>\n

2.3.4 EDGE (EGPRS)…………………………………………………………………………………. 104<\/p>\n

2.3.5 Mobile Device Classes……………………………………………………………………… 106<\/p>\n

2.3.6 Network Operation Mode (NOM)……………………………………………………. 107<\/p>\n

2.3.7 GPRS-Kanalstruktur auf der Luftschnittstelle…………………………………… 110<\/p>\n

2.4 GPRS-Zustandsmodell………………………………………………………………………………. 113<\/p>\n

2.5 GPRS-Netzwerkelemente………………………………………………………………………… 117<\/p>\n

2.5.1 Die Packet Control Unit (PCU)………………………………………………………… 117<\/p>\n

2.5.2 Der Serving GPRS Support Node (SGSN)……………………………………….. 119<\/p>\n

2.5.3 <\/span> Der Gateway GPRS Support Node (GGSN)<\/span>…………………………………… 122<\/p>\n

2.6 GPRS Radio Resource Management………………………………………………………… 123<\/p>\n

2.7 GPRS-Schnittstellen und Protokolle…………………………………………………………. 127<\/p>\n

2.8 GPRS Mobility und Session Management (GMM\/SM)…………………………….. 134<\/p>\n

2.8.1 Mobility Management-Aufgaben………………………………………………………. 134<\/p>\n

2.8.2 GPRS Session Management……………………………………………………………… 138<\/p>\n

2.9 Session Management aus Anwendersicht………………………………………………… 141<\/p>\n

2.9.1 Leitungsvermittelter Verbindungsaufbau…………………………………………. 142<\/p>\n

2.9.2 GPRS-Verbindungsaufbau…………………………………………………………………. 143<\/p>\n

2.10 Der Multimedia Messaging Service (MMS) \u00fcber GPRS……………………….. 146<\/p>\n

2.11 Weiterentwicklung von EDGE…………………………………………………………….. 153<\/p>\n

2.12 Fragen und Aufgaben…………………………………………………………………………… 153<\/p>\n

3<\/span> UMTS und HSPA………………………………………………………………………………………………. 155<\/p>\n

3.1 \u00dcberblick, Historie und Zukunft………………………………………………………………. 155<\/p>\n

3.1.1 3GPP Release 99: Die erste Version des neuen Radionetzwerks….. 157<\/p>\n

3.1.2 <\/span> 3GPP Release 4: Bearer Independent Core Network…………………….. 160<\/span><\/p>\n

3.1.3<\/span> 3GPP Release 5: IP Multimedia Subsystem und HSDPA<\/span>………………… 161<\/span><\/p>\n

3.1.4 <\/span> 3GPP Release 6: High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)………. 164<\/span><\/p>\n

3.1.5 <\/span> 3GPP Release 7: HSPA+ und CPC<\/span>……………………………………………………. 164<\/span><\/p>\n

3.1.6 3GPP Release 8: LTE, HSPA+ Verbesserungen und Femtozellen….. 166<\/p>\n

3.1.7 <\/span> 3GPP Release 9: Digitale Dividende und Dual Cell……………………….. 167<\/span><\/p>\n

3.1.8 <\/span> 3GPP Release 10: LTE Advanced…………………………………………………….. 168<\/span><\/p>\n

3.2 Wichtige neue Konzepte in UMTS Release 99………………………………………. 168<\/p>\n

3.2.1 <\/span> Der Radio Access Bearer (RAB)………………………………………………………. 169<\/span><\/p>\n

3.2.2 Aufteilung in Access Stratum und Non-Access Stratum…………………… 170<\/p>\n

3.2.3 Gemeinsames \u00dcbertragungsprotokoll f\u00fcr CS und PS……………………… 171<\/p>\n

3.3 <\/span> Code Division Multiple Access (CDMA)………………………………………………….. 172<\/span><\/p>\n

3.3.1 Spreizfaktor, Chiprate und Prozessgewinn………………………………………. 177<\/p>\n

3.3.2 Der OVSF-Codebaum……………………………………………………………………….. 178<\/p>\n

3.3.3 Scrambling in Uplink- und Downlink-Richtung……………………………….. 180<\/p>\n

3.3.4 Frequenz- und Zellplanung in UMTS………………………………………………. 183<\/p>\n

3.3.5 Near-Far-Effekt und Zellatmung………………………………………………………. 183<\/p>\n

3.3.6 Vorteile des UMTS-Radionetzwerkes gegen\u00fcber GSM…………………… 186<\/p>\n

3.4 UMTS-Kanalstruktur auf der Luftschnittstelle…………………………………………… 189<\/p>\n

3.4.1 <\/span> User Plane und Control Plane…………………………………………………………… 189<\/span><\/p>\n

3.4.2 Common und Dedicated-Kan\u00e4le……………………………………………………… 190<\/p>\n

3.4.3 Logische, Transport- und Physikalische Kan\u00e4le………………………………. 190<\/p>\n

3.4.4 Beispiel: Netzwerksuche………………………………………………………………….. 196<\/p>\n

3.4.5 Beispiel: Der erste Netzwerkzugriff………………………………………………… 199<\/p>\n

3.4.6 <\/span> Der Uu Protokoll Stack…………………………………………………………………….. 201<\/span><\/p>\n

3.5 <\/span> Das UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)…………………………. 208<\/span><\/p>\n

3.5.1 Node-B, Iub Interface, NBAP und FP………………………………………………. 208<\/p>\n

3.5.2 Der RNC, Iu, Iub und Iur-Schnittstelle, RANAP und RNSAP……………. 210<\/p>\n

3.5.3 Adaptive Multi Rate (AMR) f\u00fcr Sprach\u00fcbertragung………………………… 217<\/p>\n

3.5.4 Radio Resource Control (RRC)-Zust\u00e4nde………………………………………… 218<\/p>\n

3.6 Mobility Management aus Sicht des Kernnetzes…………………………………….. 225<\/p>\n

3.7 Mobility Management aus Sicht des Radionetzwerkes……………………………. 226<\/p>\n

3.7.1 Mobility Management im Cell-DCH-Zustand…………………………………… 227<\/p>\n

3.7.2 Mobility Management im Idle-Zustand……………………………………………. 238<\/p>\n

3.7.3 Mobility Management in anderen Zust\u00e4nden………………………………….. 240<\/p>\n

3.8 UMTS CS und PS-Verbindungsaufbau………………………………………………………. 242<\/p>\n

3.9 <\/span> High Speed Downlink Packet Access……………………………………………………… 246<\/span><\/p>\n

3.9.1 HSDPA-Kan\u00e4le………………………………………………………………………………….. 247<\/p>\n

3.9.2 Kleinere Delay- Zeiten und Hybrid ARQ (HARQ)…………………………. 249<\/p>\n

3.9.3 Scheduling im Node-B……………………………………………………………………… 252<\/p>\n

3.9.4 Adaptive Modulation, Codierung und Geschwindigkeit…………………. 253<\/p>\n

3.9.5 Auf- und Abbau einer HSDPA-Verbindung……………………………………… 256<\/p>\n

3.9.6 <\/span> HSDPA Mobility Management………………………………………………………….. 258<\/span><\/p>\n

3.10<\/span> UMTS Release 6: High Speed Uplink Packet Access (HSUPA)<\/span>……………… 260<\/span><\/p>\n

3.10.1 E-DCH-Kanalstruktur…………………………………………………………………….. 262<\/p>\n

3.10.2 Der E-DCH-Protokoll Stack………………………………………………………….. 266<\/p>\n

3.10.3 E-DCH Scheduling………………………………………………………………………… 269<\/p>\n

3.10.4 E-DCH Mobility…………………………………………………………………………….. 273<\/p>\n

3.10.5 E-DCH-Endger\u00e4te…………………………………………………………………………. 274<\/p>\n

3.11 <\/span> Continuous Packet Connectivity………………………………………………………….. 276<\/span><\/p>\n

3.12 <\/span> Fast Dormancy……………………………………………………………………………………… 277<\/span><\/p>\n

3.13 Fragen und Aufgaben…………………………………………………………………………… 278<\/p>\n

4<\/span> Long Term Evolution (LTE)……………………………………………………………………………… 279<\/p>\n

4.1 Einleitung und \u00dcberblick………………………………………………………………………….. 279<\/p>\n

4.2 Netzwerk-Architektur und Schnittstellen…………………………………………………. 282<\/p>\n

4.2.1 LTE-Endger\u00e4te und die LTE Uu-Schnittstelle…………………………………… 283<\/p>\n

4.2.2 Der eNodeB und die S1 und X2-Schnittstellen……………………………….. 285<\/p>\n

4.2.3 <\/span> Die Mobility Management Entity (MME)…………………………………………. 289<\/span><\/p>\n

4.2.4 <\/span> Das Serving-Gateway……………………………………………………………………….. 291<\/span><\/p>\n

4.2.5 <\/span> Das PDN-Gateway……………………………………………………………………………. 292<\/span><\/p>\n

4.2.6 Das HSS…………………………………………………………………………………………….. 293<\/p>\n

4.3 Die LTE-Luftschnittstelle und das Radionetzwerk…………………………………… 293<\/p>\n

4.3.1 OFDMA f\u00fcr die Daten\u00fcbertragung im Downlink……………………………. 294<\/p>\n

4.3.2 SC-FDMA f\u00fcr Uplink \u00dcbertragungen……………………………………………….. 297<\/p>\n

4.3.3 <\/span> Symbole, Slots, Radio Blocks und Frames……………………………………….. 299<\/span><\/p>\n

4.3.4 Referenz- und Synchronisations-Signale………………………………………….. 300<\/p>\n

4.3.5 Das LTE-Kanalmodel in Downlink-Richtung…………………………………… 302<\/p>\n

4.3.6 Downlink Management-Kan\u00e4le……………………………………………………….. 303<\/p>\n

4.3.7 System Information Messages………………………………………………………….. 304<\/p>\n

4.3.8 Das LTE-Kanalmodel in der Uplink-Richtung………………………………….. 305<\/p>\n

4.3.9 Multiple Input Multiple Output \u00dcbertragungen……………………………… 306<\/p>\n

4.3.10 HARQ……………………………………………………………………………………………. 308<\/p>\n

4.3.11 PDCP \u2013 Komprimierung und Verschl\u00fcsselung……………………………. 309<\/p>\n

4.4 <\/span> Scheduling…………………………………………………………………………………………………. 309<\/span><\/p>\n

4.4.1 <\/span> Downlink Scheduling……………………………………………………………………….. 310<\/span><\/p>\n

4.4.2 <\/span> Uplink Scheduling…………………………………………………………………………….. 314<\/span><\/p>\n

4.5 Grunds\u00e4tzliche Prozeduren………………………………………………………………………. 314<\/p>\n

4.5.1 Netzwerksuche…………………………………………………………………………………. 315<\/p>\n

4.5.2 Attach und Aktivierung des Default Bearers…………………………………… 318<\/p>\n

4.5.3 Handover Szenarien…………………………………………………………………………. 323<\/p>\n

4.6 Mobility Management und Leistungsoptimierung…………………………………… 327<\/p>\n

4.6.1 <\/span> Mobilit\u00e4tsmanagement im Connected State……………………………………. 327<\/span><\/p>\n

4.6.2 <\/span> Mobility Management im Idle State…………………………………………………. 328<\/span><\/p>\n

4.7 Zusammenspiel mit UMTS und GSM………………………………………………………. 330<\/p>\n

4.7.1 Cell Reselection zwischen LTE und GSM\/UMTS…………………………….. 331<\/p>\n

4.7.2 Cell Change Order zwischen LTE und GSM\/UMTS…………………………. 332<\/p>\n

4.7.3 Handover zwischen LTE und GSM\/UMTS……………………………………….. 334<\/p>\n

4.8 Self-Organizing Networks…………………………………………………………………………. 334<\/p>\n

4.9 Fragen und Aufgaben……………………………………………………………………………….. 336<\/p>\n

5<\/span> Wireless LAN IEEE 802.11……………………………………………………………………………….. 337<\/p>\n

5.1 Wireless LAN \u00dcberblick……………………………………………………………………………. 337<\/p>\n

5.2 Geschwindigkeiten und Standards…………………………………………………………… 338<\/p>\n

5.3 <\/span> WLAN-Konfigurationen: Von Ad-hoc bis Wireless Bridging……………………. 341<\/span><\/p>\n

5.3.1 <\/span> Ad-hoc, BSS, ESS und Wireless Bridging<\/span>………………………………………….. 341<\/span><\/p>\n

5.3.2 SSID und Frequenzwahl…………………………………………………………………… 345<\/p>\n

5.4 Management-Operationen……………………………………………………………………….. 348<\/p>\n

5.5 Die MAC-Schicht……………………………………………………………………………………….. 355<\/p>\n

5.5.1 Zugriffssteuerung auf das \u00dcbertragungsmedium…………………………….. 356<\/p>\n

5.5.2 Der MAC Header………………………………………………………………………………. 360<\/p>\n

5.6 Physical Layer und MAC-Erweiterungen………………………………………………….. 361<\/p>\n

5.6.1 IEEE 802.11b mit bis zu 11 MBit\/s…………………………………………………… 361<\/p>\n

5.6.2 IEEE 802.11g mit bis zu 54 MBit\/s…………………………………………………… 366<\/p>\n

5.6.3 IEEE 802.11a mit bis zu 54 MBit\/s…………………………………………………… 368<\/p>\n

5.6.4 IEEE 802.11n mit bis zu 600 MBit\/s………………………………………………… 369<\/p>\n

5.7 Wireless LAN-Sicherheit……………………………………………………………………………. 383<\/p>\n

5.7.1 Wired Equivalent Privacy (WEP)……………………………………………………… 384<\/p>\n

5.7.2 WPA und WPA2 Personal Mode-Authentifizierung…………………………. 385<\/p>\n

5.7.3 WPA und WPA2 Enterprise Mode Authentifizierung………………………. 388<\/p>\n

5.7.4 Authentifizierung mit EAP-SIM…………………………………………………………. 390<\/p>\n

5.7.5 Verschl\u00fcsselung mit WPA und WPA2………………………………………………. 393<\/p>\n

5.8 <\/span> IEEE 802.11e und WMM \u2013 Quality of Service<\/span>…………………………………………. 395<\/span><\/p>\n

5.9 Vergleich zwischen Wireless LAN und UMTS………………………………………….. 403<\/p>\n

5.10 Fragen und Aufgaben…………………………………………………………………………… 409<\/p>\n

Literaturverzeichnis…………………………………………………………………………………………………… 411<\/p>\n

Sachwortverzeichnis…………………………………………………………………………………………………. 413<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

1.1 Leitungsvermittelnde Daten\u00fcbertragung 1.1.1 Klassische Leitungsvermittlung 1.1.2 Virtuelle Leitungsvermittlung \u00fcber IP 1.2 Standards 1.3 \u00dcbertragungsgeschwindigkeiten 1.4 Das Signalisierungssystem Nr. 7 1.4.1 Klassischer SS-7-Protokollstack 1.4.2 Spezielle SS-7-Protokolle f\u00fcr GSM 1.4.3 IP-basierter SS-7-Protokollstack 1.5 Die GSM Subsysteme 1.6 Das Network Subsystem 1.6.1 … Continue reading →<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"onecolumn-page.php","meta":{"footnotes":""},"class_list":["post-158","page","type-page","status-publish","hentry"],"_links":{"self":[{"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/158","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=158"}],"version-history":[{"count":5,"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/158\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":303,"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/pages\/158\/revisions\/303"}],"wp:attachment":[{"href":"http:\/\/www.cm-networks.de\/mobkomsys\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=158"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}