UMTS: Universal Mobile Telecommunications System ; mit ... 67 Tabellen
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| Format: | Book |
| Language: | German |
| Published: |
Weil der Stadt
Schlembach
2002
|
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| Online Access: | Inhaltsverzeichnis |
| Physical Description: | XVI, 511 S.: zahlr. graph. Darst. |
| ISBN: | 3935340079 |
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UMTS
UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM
VON PROFESSOR DR.-ING. THORSTEN BENKNER
FACHHOCHSCHULE PFORZHEIM
DIPL.-ING. CHRISTOPH STEPPING
UNIVERSITAET SIEGEN
MIT 232 BILDERN UND 67 TABELLEN
J. SCHLEMBACH FACHVERLAG
INHALT
1 EINFUEHRUNG 1
1.1 GRUNDPROBLEME DES ZELLULAREN MOBILFUNKS 3
1.1.1 FUNKFELDDAEMPFUNG 3
1.1.2 MEHRWEGEAUSBREITUNG 5
1.1.3 ZELLULARER NETZAUFBAU 9
1.1.4 TEILNEHMERMOBILITAET 11
1.2 VIELFACHZUGRIFFSVERFAHREN IM MOBILFUNK 13
1.2.1 FDMA 16
1.2.2 TDMA 17
1.2.3 CDMA 19
1.2.4 STOCHASTISCHE ZUGRIFFSVERFAHREN 24
1.2.5 SDMA , 30
1.3 DUPLEXVERFAHREN 33
1.3.1 FDD 33
1.3.2 TDD 36
1.4 ANFORD. AN EIN "UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM" 37
1.5 ENTWICKLUNGS- UND STANDARDISIERUNGSSTAND 40
1.6 UMTS-SYSTEMARCHITEKTUR 45
2 GRUNDLAGEN DER CDMA-TECHNIK 51
2.1 PRINZIP DER BANDSPREIZUNG .; .52
2.1.1 DIRECT SEQUENCE SPREAD SPECTRUM (DSSS) 52
2.1.2 FREQUENCY HOPPING SPREAD SPECTRUM (FHSS) 55
2.2 SPREIZCODES 59
2.2.1 ANFORDERUNGEN UND KENNGROESSEN 59
2.2.2 M-SEQUENZEN 62
X INHALTSVERZEICHNIS
2.2.3 GOLD- UND KASAMI-FOLGEN 64
2.2.4 WALSH-FOLGEN 67
2.2.5 OVSF-CODES 68
2.3 SENDELEISTUNGSREGELUNG 69
2.4 CDMA-EMPFAENGER 71
2.4.1 RAKE-EMPFAENGER 71
2.4.2 MEHRTEILNEHMERDETEKTION 74
2.4.2.1 MLSE-OPTIMALEMPFAENGER 75
2.4.2.2 DEKORRELATOR 80
2.4.2.3 LMMSE 82
2.4.2.4 INTERFERENZELIMINIERUNG 85
3 KANALCODIERUNGS- UND FEHLERSCHUTZVERFAHREN 87
- 3.1 EINFUEHRUNG 88
3.2 BLOCKCODES 94
3.2.1 LINEARE BINAERE BLOCKCODES 94
3.2.2 ZYKLISCHE BINAERE BLOCKCODES 97
3.2.3 BCH-CODES 103
3.2.4 RS-CODES 107
3.3 FALTUNGSCODES 109
3.3.1 FALTUNGSCODIERUNG 109
3.3.2 ZUSTANDS- UND TRELLIS-DIAGRAMM 112
3.3.3 TRELLIS-DECODIERUNG UND VITERBI-ALGORITHMUS 115
3.3.4 KORREKTUREIGENSCHAFTEN .119
3.3.5 TERMINIERUNG 120
3.3.6 PUNKTIERUNG 121
3.3.7 CODEVERKETTUNG 124
3.4 INTERLEAVING 125
3.4.1 DIAGONALES INTERLEAVING 126
3.4.2 BLOCK-INTERLEAVING 127
3.4.3 FALTUNGS-INTERLEAVING 128
3.5 TURBO-CODES 131
3.5.1 TURBO-CODER 131
3.5.2 TURBO-DECODER 134
3.6 ARQ-PROTOKOLLE 136
4 WIDEBAND CDMA 139
4.1 LEISTUNGSMERKMALE 140
4.2 TRANSPORTKANAELE 143
4.3 PHYSIKALISCHE KANAELE 145
INHALTSVERZEICHNIS XI
4.3.1 DOWNLINK 146
4.3.2 DOWNLINK SENDER-DIVERSITY 152
4.3.3 UPLINK 156
4.4 MULTIPLEX UND KANALCODIERUNG 161
4.4.1 VERARBEITUNGSSCHRITTE 161
4.4.2 KANALCODIERUNG 164
4.4.3 MULTIPLEXIERUNG VON TRANSPORTKANAELEN 167
4.4.4 COMPRESSED-MODE 168
4.4.5 TRANSPORTFORMATE 169
4.5 BANDSPREIZUNG UND MODULATION 172
4.5.1 DOWNLINK 172
4.5.2 UPLINK 176
4.6 STEUERPROZEDUREN DER BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 180
4.6.1 SENDELEISTUNGSREGELUNG 180
4.6.2 ZEITSYNCHRONISATION 182
4.7 MESSWERTERFASSUNG DURCH DIE BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 186
4.7.1 MESSWERTERFASSUNG SEITENS DER MOBILSTATION 187
4.7.2 MESSWERTERFASSUNG SEITENS DES UTRAN 189
5TD-CDMA. 191
*5.1 LEISTUNGSMERKMALE 192
5.1.1 BESONDERHEITEN DES TDD-MODES 195
5.1.2 LEISTUNGSMERKMALE DES UE 195
5.1.2.1 SENDEEINHEIT DES UE ~ 195
5.1.2.2 EMPFANGSEINHEIT DES UE 198
5.1.3 LEISTUNGSMERKMALE DER BS 199
5.1.3.1 SENDEEINHEIT DER BS 199
5.1.3.2 EMPFANGSEINHEIT DER BS 201
5.1.4 ORGANISATION DER DATENSTROEME 202
5.2 TRANSPORTKANAELE 203
5.2.1 COMMON CHANNELS 204
5.2.1.1 BROADCAST CHANNEL (BCH) 204
5.2.1.2 PAGING CHANNEL (PCH) 204
5.2.1.3 FORWARD ACCESS CHANNEL (FACH) 204
5.2.1.4 RANDOM ACCESS CHANNEL (RAECH) 205
5.2.1.5 UPLINK SHARED CHANNEL (USCH) 206
5.2.1.6 DOWNLINK SHARED CHANNEL (DSCH) 206
5.2.2 DEDICATED CHANNELS 206
5.3 PHYSIKALISCHE KANAELE 207
5.3.1 DEDICATED PHYSICAL CHANNEL (DPCH) 208
XII INHALTSVERZEICHNIS
5.3.5.1 BURST-TYPEN 209
5.3.5.2 TRANSPORTFORMATE 212
5.3.5.3 MIDAMBELN 217
5.3.2 COMMON PHYSICAL CHANNELS 220
5.3.2.1 PRIMARY COMMON CONTROL PHYSICAL CH. (P-CCPCH) .220
5.3.2.2 SECOND. COMMON CONTROL PHYSICAL CH. (S-CCPCH) .220
5.3.2.3 PHYSICAL RANDOM ACCESS CHANNEL (PRACH) 220
5.3.2.4 SYNCHRONISATION CHANNEL (SCH) 222
5.3.2.5 PHYSICAL UPLINK SHARED CHANNEL (PUSCH).; 222
5.3.2.6 PHYSICAL DOWNLINK SHARED CHANNEL (PDSCH) 222
5.3.2.7 PAGE INDICATOR CHANNEL (PICH) 223
5.3.3 BEACONS 223
5.4 MULTIPLEX UND KANALCODIERUNG 224
5.4.1 CRC-PRUEFSUMME 226
5.4.2 CODEBLOCK-BILDUNG 227
5.4.3 KANALCODIERUNG 228
5.4.3.1 FALTUNGSCODER '. 228
5.4.3.2 TURBO-CODIERUNG 231
5.4.4 ANPASSUNG DER BLOCKGROESSE AN DEN FUNKRAHMEN 234
5.4.5 ERSTER INTERLEAVING-VORGANG 235
5.4.6 SEGMENTIERUNG FUER DEN FUNKRAHMEN 235
5.4.7 RATENANPASSUNG 236
5.4.8 MULTIPLEXEN DER TRANSPORTKANAELE 237
5.4.9 SEGMENTIERUNG NACH PHYSIKALISCHEN KANAELEN 238
5.4.10 ZWEITER INTERLEAVING-VORGANG 238
5.4.11 ABBILDUNG AUF PHYSIKALISCHE KANAELE 239
5.5 BANDSPREIZUNG UND MODULATION 240
5.5.1 KOMBINATION PHYSIKALISCHER KANAELE 244
5.5.1.1 UPLINK 244
5.5.1.2 DOWNLINK 245
5.5.2 SYNCHRONISATIONS-CODES 246
5.5.2.1 CODE-ERZEUGUNG 246
5.5.2:2 CODE-ZUWEISUNG 248
5.6 STEUERPROZEDUREN DER BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 248
5.6.1 REGELUNG DER SENDELEISTUNG 248
5.6.1.1 SENDELEISTUNGSREGELUNG IM UPLINK 251
5.6.1.2 SENDELEISTUNGSREGELUNG IM DOWNLINK 252
5.6.2 TIMING ADVANCE 253
5.6.3 SYNCHRONISATION UND AUFFINDEN VON ZELLEN 254
5.6.3.1 SYNCHRONISIERUNG AUF DIE ZEITSCHLITZE 254
INHALTSVERZEICHNIS XIII
5.6.3.2 RAHMEN-SYNCHR. U. IDENTIFIZIERUNG D. CODEGRUPPE 255
5.6.3.3 CODE-IDENTIFIZIERUNG 255
5.6.4 DISCONTINUOUS TRANSMISSION (DTX) 256
5.6.5 SENDER-DIVERSITY IM DOWNLINK 256
5.6.5.1 SENDER-DIVERSITY FUER DEN DPCH 256
5.6.5.2 SENDER-DIVERSITY FUER DEN SCH 258
5.6.5.3 SENDER-DIVERSITY FUER DEN P-CCPCH 258
5.6.6 STOCHASTISCHER ZUGRIFF 259
5.7 MESSWERTERFASSUNG UND MESSWERTUEBERMITTLUNG 260
5.7.1 MESSUNGEN DES UE 261
5.7.2 MESSUNGEN DES UTRAN : 264
5.8 OPPORTUNITY DRIVEN MULTIPLE ACCESS (ODMA) 265
6 UTRA LUFTSCHNITTSTELLEN-PROTOKOLLE 267
6.1 PROTOKOLLARCHITEKTUR 268
6.1.1 UEBERGEORDNETE ARCHITEKTUR 268
6.1.2 ARCHITEKTUR DES U
U
-STRATUMS 269
6.1.3 DIENSTLEISTUNGEN UND FUNKTIONEN DER PHYSIKALISCHEN SCHICHT .273
6.2 MAC-PROTOKOLL 275
6.2.1 VERKEHRS- UND STEUERKANAELE 276
' 6.2.2 AUFGABEN UND ARCHITEKTUR 278
6.2.3 KOMMUNIKATION MIT RLC UND RRC 285
6.2.4 DATENELEMENTE 286
6.2.5 MESSUNG DES VERKEHRSVOLUMENS 287
6.2.6 ZUGRIFF AUF DEN RACH-KANAL 289
6.3 RLC-PROTOKOLL 290
V 6.3.1 AUFGABEN DES RLC-PROTOKOLLS 292
6.3.2 AUFBAU DER PROTOKOLLINSTANZEN 293
6.3.3 DATENELEMENTE 296
6.3.4 PROTOKOLLSPEZIFISCHE FUNKTIONEN 299
6.4 RRC-PROTOKOLL 301
6.4.1 AUFGABEN UND ARCHITEKTUR 301
6.4.2 PROTOKOLLZUSTAENDE 304
, 6.4.3 RADIO BEARER 308
6.4.4 DATENELEMENTE 308
6.4.5 PROTOKOLLSPEZIFISCHE FUNKTIONEN 311
6.5 BROADCAST/MULTICAST-CONTROL 316
6.5.1 AUFGABEN UND ARCHITEKTUR 316
6.5.2 DATENELEMENTE 317
6.5.3 PROTOKOLLSPEZIFISCHE FUNKTIONEN 320
XIV INHALTSVERZEICHNIS
6.6 KONVERGENZSCHICHT FUER PAKETDATENDIENSTE 321
,6.6.1 AUFGABEN UND ARCHITEKTUR 321
6.6.2 DATENELEMENTE ; 323
7UTRAN., 325
7.1 NETZARCHITEKTUR DES UTRAN 327
7.1.1 ADRESSIERUNG UND KENNUNGEN 329
7.1.2 BESCHREIBUNG DER UTRAN-FUNKTIONEN 332
7.1.3 MOBILITAETSMANAGEMENT 335
7.1.4 SYNCHRONISATION 336
7.1.5 BETRIEBS-UND WARTUNGSAUFGABEN (O&M) 337
7.1.6 UTRAN-SCHNITTSTELLEN 338
7.1.7 PROTOKOLLUEBERSICHT 341
7.1.7.1 RAECH UND FACH 341
J
7.1.7.2 DCH : 344
7.1.7.3 DSCH UND USCH 344
7.2 I
U
-SCHNITTSTELLE: VERBINDUNG ZUM KERNNETZ 346
7.2.1 AUFGABEN UND FUNKTIONEN 348
7.2.2 RANAP-PROTOKOLL 348
7.2.3 PROTOKOLLSTRUKTUR DER I
U
-SCHNITTSTELLE 350
7.2.4 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 353
7.2.5 TRANSPORTPROTOKOLLE IN DER STEUEREBENE 353
7.2.5.1 LEITUNGSVERMITTELNDER (CS-) BEREICH 354
7.2.5^2 PAKETVERMITTELNDER (PS-) BEREICH 355
7.2.6 TRANSPORTPROTOKOLLE IN DER TEILNEHMEREBENE 356
7.2.6.1 LEITUNGSVERMITTELNDER (CS-) BEREICH 357
7.2.6.2 PAKETVERMITTELNDER (PS-) BEREICH 357
7.2.7 SIGNALISIERUNG DES RANAP-PROTOKOLLS 359
7.2.7.1 VERWALTUNG VON "RADIO ACCESS BEARERN" 362
7.2.7.2 VERWALTUNG VON I
U
-RESSOURCEN 362
7.2.7.3 DURCHFUEHRUNG EINER "SRNS-RELOCATION" 362
7.2.7.4 INFORMATIONSAUSTAUSCH BEIM INTERSYSTEM-HANDOVER 364
7.2.8 PROTOKOLLE DER TEILNEHMEREBENE 365
7.2.8.1 EINORDUNG DER UP-PROTOKOLLE 365
7.2.8.2 BETRIEBSMODI DER UP-PROTOKOLLE 368
7.3 I
UR
-SCHNITTSTELLE: VERBINDUNG ZWISCHEN FUNKNETZ-TEILSYSTEMEN 371
7.3.1 PROTOKOLLSTRUKTUR DER IUR-SCHNITTSTELLE 372
7.3.2 LOGISCHES MODELL 376
7.3.3 RNSAP-PROTOKOLL 378
7.3.4 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 381
INHALTSVERZEICHNIS XV
7.3.5 TRANSPORTPROTOKOLLE DER STEUEREBENE 381
7.3.6 TRANSPORTPROTOKOLLE DER TEILNEHMEREBENE 383
7.3.7 USERPLANE-PROTOKOLLE 384
7.3.7.1 GEMEINSAME KANAELE 385
7.3.7.2 ZUGEWIESENE KANAELE 390
7.4 I
UB
-SCHNITTSTELLE: VERBINDUNG ZUR BASISSTATION 393
7.4.1 PROTOKOLLSTRUKTUR DER I
UB
-SCHNITTSTELLE 394
7.4.2 LOGISCHES MODELL 396
7.4.3 NBAP-PROTOKOLL 399
7.4.4 BITUEBERTRAGUNGSSCHICHT 402
7.4.5 TRANSPORTPROTOKOLLE DER STEUEREBENE 402
7.4.6 TRANSPORTPROTOKOLLE DER TEILNEHMEREBENE 404
7.4.7 PROTOKOLLE DER TEILNEHMEREBENE 405
7.4.7.1 RACH-DATENSTRUKTUR 406
7.4.7.2 FACH-DATENSTRUKTUR 408
7.4.7.3 PCH-KANAL -. 408
7.4.7.4 DSCH-KANAL 409
7.4.7.5 USCH-KANAL 410
7.4.7.6 STEUERINFORMATIONEN 410
7.5 INTERWORKING MIT GSM-NETZEN 411
7.5.1 WECHSEL VOM UTRAN ZUM GERAN 412
7.5.2 WECHSEL VOM GERAN ZUM UTRAN 415
8 QUELLENCODIERUNG 417
8.1^GRUHDLAGEN 418
8.27IMR-CODEC 419
8.2.1 FUNKTIONSWEISE 420
8.2.2 QUELLENGESTEUERTE UEBERTRAGUNGSRATE (SCR) 423
8.2.3 SPRACHAKTIVITAETS-ERKENNUNG (VAD) 425
8.2.4 PAUSENKENNUNG (SID) 426
8.2.5 RAHMENSYNTHETISIERUNG 426
8.2.6 RAHMENSTRUKTUR DER CODIERTEN SPRACHE 428
,8.3 NETZWERKASPEKTE 431
8.3.1 KASKADIERTE AMR-CODECS 431
8.3.2 TRANSCODER-FREIER BETRIEB (TRFO) 432
8.3.3 TANDEM FREE OPERATION (TFO) 433
9 EINSATZ VON KRYPTOGRAPHIE IN UMTS 435
9.1 SICHERHEITSARCHITEKTUR 437
9.1.1 NETZZUGANGSSICHERHEIT 438
XVI INHALTSVERZEICHNIS
9.1.2 NETZWERKSICHERHEIT 439
9.1.3 SICHERHEIT AUF TEILNEHMERSEITE 439
9.1.4 ANWENDUNGSSICHERHEIT 440
9.1.5 SICHTBARKEIT UND KONFIGURIERBARKEIT 440
9.2 TEMPORAERE IDENTITAETEN ._. 441
9.3 AUTHENTIFIKATION 443
9.3.1 GENERIERUNG VON AUTHENTIFIKATIONS-QUINTETTEN 445
9.3.2 ABLAUF DER AUTHENTIFIKATION 447
, 9.3.3 DURCHFUEHRUNG DER AUTHENTIFIKATION IM UE 449
9.4 SCHLUESSELVERWALTUNG 452
9.5 DATENINTEGRITAET 453
9.6 DATENVERSCHLUESSELUNG
;
455
9.7 KRYPTOGRAPHISCHE ALGORITHMEN 458
9.8 KASUMI-ALGORITHMUS 458
9.8.1 ABLAUF DER VERSCHLUESSELUNG 459
9.8.2 BETRIEBSARTEN 462
A ANHANG 465
ABKUERZUNGEN 479
LITERATURVERZEICHNIS 487
INDEX 497 |
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| author | Benkner, Thorsten Stepping, Christoph |
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| discipline | Informatik Elektrotechnik / Elektronik / Nachrichtentechnik |
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