Technische Grundlagen Frequenzbereiche für die Kommunikation ...

2. Technische Grundlagen 

Technische Grundlagen 

Frequenzen 

Modulation 

Antennen 

Signalausbreitung 

Multiplextechniken 

Frequenzbereiche für die Kommunikation 

Für verschiedene Anwendungen gibt es verschiedene 

Frequenzbänder (Trägerfrequenzen) 

z.B. UKW-Radio 88,5 MHz – 107,9 MHz 

zz.B. B schnurlos Telefon DECT 1880 MHz – 1990 MHz 

ITU-R veranstaltet regelmäßig Konferenzen, um die 

FFrequenzbänder bä d iinternational t ti l zu kkoordinieren di i 

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 

Prof. Dr. Dieter Hogrefe 

Mobilkommunikation 

Frequenzen 

2.3 


Frequenzbereiche für die Kommunikation 

Frequenzen, Beispiele: 

Audio 

TV 

VLF LF HF VHF UHF IR UV XR 

100 103 109 1012 1015 1018 106 Walkie-Talkie Walkie Talkie Zellular GSM Paging Zellular GSM Schnurlos DECT UMTS 

27 MHz 900 MHz 930 MHz 1800 MHz 1880 MHz 2000 MHz 




Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (zellular) 



Frequenzen 

2.2 

Frequenzen 

2.4


Frequenzbereiche für die Mobilkommunikation (WLAN) 




Modulation: mehrere Bit pro Signalschritt 

Es gibt Varianten der Modulationsmethoden, bei denen in jedem 

Signalschritt (Zustandsübergang) mehrere Bits übertragen werden 



00 11 10 10 01 00 10 11 10 00 

4-25 

Pegel (11) 

Pegel (01) 

Pegel (10) 

Pegel (00) 

Frequenzen 

2.5 

Modulation 

2.7 


Modulation 

Digitale Information wird auf eine Trägerfrequenz aufmoduliert 

z.B. 




Amplitudenmodulation 

ASK (Amplitude Shift Keying) 

FFrequenzmodulation d l ti 

FSK (Frequency Shift Keying) 

Phasenmodulation 

Phasenwechsel bei binärer 0 

Ph Phasenmodulation d l ti 

PSK (Phase Shift Keying) 

Darstellung einer Schwingung als Polardiagramm 

Beispiel: Schwingung mit 

gleich bleibender Amplitude (Magnitude) 



Modulation 

2.6 

Phase und Amplitude werden 

durch einen Q- und einen I-Wert 

spezifiziert 

Modulation 

2.8


Modulation: mehrere Bit pro Signalschritt 

Das Signal wechselt für jedes 

Bitpaar die Phasen um einen 

von vier verschiedenen Werten 

+ 135° 

+ 45° 

(10) (11) 

-135 ° 

(00) 

- 45° 

(01) 

011 001 

Eine Kombination von vier 

Ph Phasen und d zwei i Amplituden- 

A lit d 

pegeln erzeugt acht verschie- 

010 000 

dene Signalzustände, d.h. jedes 

BBaud d repräsentiert ä ti t ddrei i Bit Bits 

100 

110 




101 

Modulationsverfahren für die Mobilkommunikation 

111 

4-26 

Modulation 

In der Mobilkommunikation werden zur effizienten Nutzung des 

Frequenzspektrums Frequenz- Frequenz , Amplituden- Amplituden und Phasenmodulation 

kombiniert, z.T. mit mehreren Frequenzen, Amplituden und Phasen, z.B. 

8-PSK (Phase Shift Keying), z.B. EDGE 

16 16-QAM QAM (Quadrature (Q d t Amplitude A lit d Modulation), M d l ti ) z.B. B High Hi h Speed S d Downlink D li k 

Packet Access (HSDPA), 10Mbps UMTS 

8-PSK 



16-QAM 

Q 0010 

0011 

0001 

0000 

I 

1000 

2.9 

Modulation 

2.11 


Amplituden- Amplituden und Phasenmodulation kombiniert 





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 unter 

idealisierten Bedingungen 

beliebig erhöhen 

In der Realität sind bei hoher 

Anzahl Zustände wegen der 

Interferenzen die einzelnen 

schwer erkennbar 



Modulation 

2.10 

Modulation 

2.12



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 

1024QAM Kabelmodem 




Ultra Wide Band (UWB) 

Modulation 

Kandidat für zukünftige hochbitratige Wireless Personal Area 

Networks (WPANs) (WPANs). Es werden zu überbrückende Entfernungen von 

etwa 10 m angestrebt 

um größere drahtlose Kapazität anzubieten, ist es notwendig, immer 

mehr h kb kbps/m² / ² (Kil (Kilobit bit pro SSekunde k d pro QQuadratmeter) d t t ) zu üb übertragen. t 

Raumkapazitäten verschiedener Übertragungssysteme: 



2.13 

Modulation 

2.15 



In GSM wird das GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) 

Verfahren verwendet 

GMSK ist ein frequenzbandoptimiertes FSK-Verfahren 

Das GMSK ist ein Modulationsverfahren, das 

eine gute Resistenz gegen Funkstörungen (Nachbarkanalstörungen) 

hat 

das vorhandene o a de e Spe Spektrum t u se sehr eeffizient e t aus ausnutzt ut t (Übe (Übertragungsrate 

t agu gs ate 

und die dafür benötigte Bandbreite) 

ermöglicht einfache Verstärkung mit hohem Wirkungsgrad, so dass 

lange Betriebsdauer von Mobilstationen mit eingebautem Akku möglich 

wird 

Mehr zur digitalen Modulation für Mobilkommunikation findet sich 

zz.B. B hier: 

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





Modulation 

UWB Systeme benötigen kein eigenes Frequenzband, sondern als 

Overlay-Systeme Overlay 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 Mehrwege Kanälen auf und sind robust gegenüber Störeinflüssen 

können durch die geringe PSD (Power Spectral Density, in 

typischen Szenarien geringer als das Hintergrundrauschen) nur 

schwer h von DDritten itt detektiert d t kti t oder d abgehört b hö t werden d 



2.14 

Modulation 

2.16



Wie funktioniert das: 

Herkömmliche Systeme nutzen Trägerfrequenz 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: 





emittierte itti t SSendeleistung, d l i t bbenutzte t t BBandbreite: db it 



Modulation 

2.17 

Modulation 

2.19 



es gibt i.W. 3 Verfahren die digitale Information durch kurze Impulse 

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, variiert um 1-en 1 en und 0-en 0 en zu modulieren modulieren. Ein verzögerter 

Impuls repräsentiert eine 0. 





warum belegen die kurzen Impulse eine hohe Bandbreite? 

Fourier Fourier-Transformationstheorie Transformationstheorie besagt 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 p Rechteckwelle: 



Modulation 

2.18 

Modulation 

2.20



Je kürzer der Impuls, desto höher muss die Frequenz der 

Sinuskurven sein sein, um die gleiche Approximation zu erreichen erreichen. 

Im Beispiel unten belegen die 4 Harmonischen beim kurzen Impuls 

eine größere Bandbreite als beim langen: 





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 

2.21 

Modulation 

2.23 



Vergleich zwischen der Frequenzbelegung und der 

Sendeenergie (in Watt/Herz) eines 600 psec Impulses 

vs. ein 300 psec Impuls: 




Wireless USB auf Basis Ultra Wide Band (UWB) 

Derzeitige Systeme: 

Über eine Distanz von 3m sind 480 Mbit/s möglich 

Über eine Distanz von 10m sind 110 Mbit/s möglich 



Modulation 

2.22 

Modulation 

2.24





Antennen 

Abstrahlung und Aufnahme elektromagnetischer Felder 

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) 

Gewinn: maximale Leistung in 

Richtung g der Hauptstrahlungskeule 

p g 

verglichen mit der Leistung eines 

isotropen Punktstrahlers (gleiche 

Durchschnittsleistung) 



Antenne 

Modulation 

2.25 

Antennen 

2.27 



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 




Antennen: gerichtet und mit Sektoren 

Modulation 

Antennen für Mobilfunknetze werden häufig so konstruiert, dass sie 

besonders in bestimmte Richtungen strahlen oder auch Sektoren 

gebildet werden (z.B. Abstrahlung entlang einer Bahnlinie) 

y 

y 

z 

x 

Seitenansicht (xy-Ebene) Seitenansicht (yz-Ebene) von oben (xz-Ebene) 

z 

von oben, b 3 SSektoren kt 

von oben, b 6 SSektoren kt 



x 

z 

z 

x 

x 

gerichtete 

Antenne 

Sektoren 

Antenne 

2.26 

Antennen 

2.28


Antennen: Beispiele 

L-Band Satelliten-Empfangsstation 

(DFD, Oberpfaffenhofen) 




Antennen 

ALINCO EA0078 

L- und S-Band Empfangsantenne 

In der Regel werden wegen obiger Formel für downlink 

(Basisstation zu Mobilstation) die höheren Frequenzen benutzt 

Beispiel GSM: 



890 – 915 Mhz (uplink) 

935 – 960 Mhz (downlink) 

Antennen 

2.29 

Antennen 

2.31 


Antennen 

Die empfangene Leistung Pr nimmt mit dem Abstand von der 

Antenne ab, abhängig von der gesendeten Leistung und dem 

Gewinn der Sende- und Empfangsantennen (Freiraumdämpfung) 

P t G t 

P r G r P r G r 

4d 

 

 

 

4 

 

d Kilometer d Kilometer 

Pt 

P G G 

 

 

2 P Energie ( t / r transmit / receive) 

Pr Gt 

Gr 

 

2 

Wellenlänge 

( 1/ 

Frequenz) 




Antennen 

Beispiel: 

500 W 

G Gewinn 

( Gain) 

0,8 W 2 W 

10 Kilometer 20 Kilometer 

Beeinflussung durch: 

Erdkrümmung 

Geländeformen (Berge, ( g , etc.) ) 

Gebäude, Bäume, ... 

Atmosphäre (bei hohen Frequenzen, z.B. 60 GHz) 



Antennen 

2.30 

Antennen 

2.32



Ausbreitung im freien Raum grundsätzlich geradlinig (wie Licht) 

Empfangsleistung wird uu.a. a beeinflußt durch 

Freiraumdämpfung (s.o.) 

Abschattung durch Hindernisse 

Reflektion an großen Flächen 

Streuung (scattering) an kleinen Hindernissen 

Beugung (diffraction) an scharfen Kanten 

Abschattung 




Mehrwegeausbreitung Mehrwegeausbreitung, Störungen 

Reflektion Streuung Beugung 

Die Störungen sind ortsabhängig und frequenzabhängig 

BBeispiel i i l einer i MMessung dder EEmpfangsqualität f lität gegenüber üb 

zunehmenden Abstand vom Sender: 



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


2.33 


2.35 



Ein Signal kommt aufgrund von Reflektion, Streuung und Beugung 

auf mehreren Wegen beim Empfänger an 

Resultiert in einem zusätzlichen Hintergrundrauschen, Störungen 

Ist ein Problem für Modulationsverfahren mit hoher Bitrate, z.B. 

64-QAM 





Beispiel einer Messung der Empfangsqualität gegenüber 

zunehmender Frequenz: 



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


2.34 


2.36



Beispiel einer Messung in einem Raum: 

SNR (Signal to Noise Ratio) ist ein Maß für die Empfangsbedingungen 

QQuelle: ll htt http://www.skydsp.com/publications/phd_sem/index.htm // k d / bli ti / hd /i d ht 





OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 

Eliminierung der Überlappungs-Interferenz durch Wahl orthogonaler 

Frequenzen 

Die Signalrate und damit die resultierende Frequenzzerlegung eines 

Unterkanals wird so gewählt, dass jeweils eine Nullstelle im 

Maximum der anderen Frequenzen liegt 



2.37 


2.39 



Aufteilung eines schnellen Bitstroms in mehrere langsame 

Bitströme Bitströme, die über verschiedene Frequenzen übertragen werden 

Nachteil: Bandbreitenverlust, daher Überlappung der 

Frequenzbänder 





Jedes Frequenzband (Subcarrier) kann mit einem eigenen 

Modulationsverfahren moduliert werden 

Gängig: BPSK, QPSK, 16 QAM und 64 QAM 

Wird z.B. bei HSDPA und 802.11a und 802.11n eingesetzt g 

Je nach Empfangsqualität adaptiv pro Frequenzband 

Beispiel: 


2.38 

Signalqualität 

SNR (Signal/Noise Ratio) 

BPSK 

QPSK 

16QAM 

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

// / / f / 




2.40


Variante: OFDMA (OFDM Access) 

Untermengen der Subcarrier können individuellen Nutzer 

zugeordnet werden werden, um so das Mutiplexen zu erhöhen 

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

p p 




Zellulare Netze 

OFDMA 

Alle Nutzer in einer Zelle teilen sich gemeinsam das verfügbare 

Frequenzspektrum 

Multiplextechniken: 

p 

SDMA (Space Division Multiple Access) 

FDMA (Frequency Division Multiple Access) 

TDMA (Time Division Multiple Access) 

CDMA (Code Division Multiple Access) 




2.41 


2.43 


Zellulare Netze 

Je weiter Sender und Empfänger voneinander entfernt sind, desto 

größer der Energieaufwand, 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 

flächendeckendes Mobilfunknetz 

aufbauen? 

→ zellulare Netze 






Wird in allen zellularen Netzen eingesetzt 

Wi Wiederverwendung d d von Frequenzen F in i entfernten tf t Zellen Z ll 

Eine Zelle erhält eine Menge von Frequenzbändern so zugeordnet, 

dass es keine gleichen g Frequenzen q mit Nachbarzellen ggibt 

4-Zellen-Wiederholungsmuster: 



2.42 


2.44



7-Zellen-Wiederholungsmuster : 

Wiederholungsmuster existieren für 

K = 3, 3 44, 7 und Vielfache 

Je größer K, desto: 

• kleiner die Anzahl Kanäle pro Zelle 

• größer die Mehrfachnutzung 

• geringer die Interferenz 





Zellplanung Große Zellen für 

ländliche Regionen 

Kleine Zellen für dicht 

besiedeltes Gebiet 




2.45 


2.47 



Zusätzliche Einteilung der Zellen in Sektoren mit Hilfe von 

gerichteten Antennen: 




FDMA (Frequency Division Multiple Access) 

Mehrfachzugriff durch Frequenzteilung 

BBeispiel i i l GSM GSM: 25 Mh Mhz BBand d = 125 200 Kh Khz KKanäle äl 

Zuweisung eines Kanals über einen Kontrollkanal, auf den alle 

Mobilstationen zunächst hören 



891,2 Mhz 

891,0 Mhz 

890,8 Mhz 

890,6 Mhz 

... 

Kanal 45 

Kanal 44 

Kanal 43 

... 


2.46 


2.48


TDMA (Time Division Multiple Access) 

bekannte Technik aus dem Bereich der Festnetze 

Wi Wird d oft ft in i Verbindung V bi d mit it FDMA eingesetzt, i t t um di die FFrequenzen 

noch effizienter zu nutzen 

Voraussetzung: g 

Sprachcodierung 

Datenkompression 

Zugriff auf einen Frequenz Frequenz-Kanal Kanal ist nur zu bestimmten 

periodischen Zeitpunkten gestattet 

Beispiel GSM TDMA-Rahmen: 

MS A 




DS-CDMA DS CDMA 

6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 

1 

Bitstrom (19,2 Kbit/s) 

1 0 0 

1 

1 

Code Generator (1 (1,23 23 Mc/s) 

1 0 0 

1 

1 

1 

TDMA-Rahmen 

4,615 , ms 

1 0 0 

1 

0 

1 

0 1 1 

0 

0 

Chipstrom (1 (1,23 23 Mc/s) 

1 0 0 

0 1 1 0 0 

1 0 0 1 1 

0 1 1 0 0 



1 

1 

1 


2.49 


2.51 


CDMA (Code Division Multiple Access) 

Auch: spread spectrum (weil das Frequenzspektrum „gespreizt“ 

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 

Nutzer 

Unterschiedliche CDMA-Techniken: 

Direct Sequence (DS) 

Frequency Hopping (FH) 

Time Hopping pp g ( (TH) ) 




DS-CDMA DS CDMA 

Power Levels from MS 

C A 

C C 

C D 

Received Power Levels at BTS 

Exakte Steuerung der Sendeleistung notwendig, da alle Signale 

beim Empfänger gleich stark sein müssen müssen. 




2.50 


2.52


DS-CDMA DS CDMA Beispiel 

A Data 1 1 

0 

AKey A Key 1 

0 0 

1 1 

0 0 

1 

0 

1 

0 0 

1 

0 0 0 

1 

0 

A Data XOR A Key 

A Signal 

0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 

BData B Data 0 

1 

B Key 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 

B Data XOR B Key 0 

1 

0 

1 

0 

1 1 1 1 

0 0 

1 1 

B Signal 

Composite A+B 

Signal 





0 

0 0 

1 

BK B Key 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 

Composite A+B 

Signal 

(A+B)*B Key 

Integrator 

B Data 0 1 0 



0 0 


2.53 


2.55 



AKey A Key 1 

0 0 

1 1 

0 0 

1 

0 

1 

0 0 

1 

0 0 0 

1 

0 

Composite A+B 

Signal 

(A+B)*A Key 

Integrator 

AData A Data 1 1 0 





Composite A+B A B 

Signal 

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

False Key 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 

1 1 1 1 

1 1 1 1 

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

Integrator 




2.54 


2.56


FH-CDMA FH CDMA 

Frequency Hopping (FH-CDMA), z.B. Bluetooth 

TTrägerfrequenz ä f des d übertragenen üb t Informationssignals I f ti i l iist t nicht i ht 

konstant, sondern ändert sich periodisch. 

In einem Zeitintervall (Slot) ( ) bleibt die Trägerfrequenz g q ggleich. 

Danach 

„hüpft“ (hops) die Frequenz in einen anderen Bereich. 

Frequenz 

. . . 

2403-2404 

2402-2403 




TH-CDMA TH CDMA 

Frequency Hopping CDMA 

T 

Zeit 


Bei time hopping CDMA werden die Daten in kurzen Datenstößen 

(Bursts) gesendet 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. 



2.57 


2.59 


FH-CDMA FH CDMA 

Es gibt die unterschiedlichsten Hüpf-Algorithmen, z.B.: 

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 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 ausgeglichen 

Bei S-FH gibt es i.d.R. einen Fehlerkorrekturmechanismus 




Multiplexen: Zusammenfassung 




2.58 


2.60


Mobilitätsmanagement 

Fragen: 

wer ist wo? 

wie kann ich ihn erreichen? 

ddarf f man in i einem i ffremden d NNetz t ZZugang bbekommen? k ? 

wie wird man von einem Zugangspunkt zum nächsten 

unterbrechungsfrei g weitergeleitet? g 

... 

Das Prinzip des Mobilitätsmanagements ist in allen Netzen und 

Technologien ähnlich ähnlich. 




Prinzip von Mobilitätsmanagement: Anruf 



Heimdatenbank 

Fremd(sub-)netz 4 

Heimat(sub-)netz 

Heimat(sub )netz 

3 

2 

1 

2.61 

2.63 


Prinzip p von Mobilitätsmanagement: g Registrierung g g 



Fremd(sub-)netz 


Mobilitätsmanagement 

Heimdatenbank 

Heimat(sub-)netz 

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 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) zuhause 

sein i ( (so wie i bbei i MMobileIP), bil IP) oder d eine i DDatenbank t b k bbei i einem i 

Netzbetreiber, mit dem man einen Vertrag hat (so wie bei GSM) 



2.62 

2.64


Mobilitätsmanagement: Herausforderungen 

Die Herausforderungen und die Kompliziertheit der real existierenden 

Architekturen und Systeme ergeben sich aus folgenden Aspekten: 

darf der Benutzer überhaupt im Fremdnetz Zugang erhalten? 

dder BBenutzer t ist i t mobil, bil bbewegt t sich i h also, l ddadurch d h äändern d sich i h di 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? 

auf welchen Wegen, über welche Gateways, mit welchen 

Technologien und mit welchen Ressourcen findet die tatsächliche 

Kommunikation statt? 



2.65

Technische Grundlagen Frequenzbereiche für die Kommunikation ...

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