Wireless-Netzwerke für den Nahbereich: eingebettete Funksysteme: Vergleich von standardisierten und proprietären Verfahren ; mit 44 Tabellen
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2009
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| Ausgabe: | 1. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Studium
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
V
Abkürzungsverzeichnis
XI
1 Einleitung 1
2 Grundlagen 3
2.1 Einführung. 3
2.1.1 Was heißt Kommunikation? . 4
2.1.2 Struktur eines natürlichen Kommunikationssystems . . 5
2.1.3 Begriffserläuterungen. 8
2.1.4 Struktur eines technischen Kommunikationssystems . 9
2.1.5 Codierung und Decodierung . 11
2.1.6 Quellencodierung und Kanalcodierung. 12
2.1.7 Definitionen. 16
2.2 Kommunikationstechnik. 17
2.2.1 Quellencodierung. 17
2.2.2 Kanalcodierung. 19
2.2.2.1 Rückwärtskorrektur . 21
2.2.2.2 Vorwärtskorrektur. 31
2.2.2.3 Fehlererkennung und
-korrektur
. 37
2.2.2.4 Kanalkapazität. 40
2.2.3 Leitungscodierung. 43
2.2.4 Datenschutz und Datensicherheit. 44
2.2.4.1 Begriffe. 46
2.2.4.2 Geheimhaltung durch Verschlüsselung . 47
2.2.4.3 Datenintegrität und Datenauthentizität . 48
2.2.4.4 Verbindlichkeit von Daten. 49
2.2.4.5 Verschleierung von Datenverkehr. 49
2.2.4.6 Fazit. 50
2.2.5 Netzwerke. 50
2.2.5.1 Kategorien. 50
2.2.5.2 Abgrenzung . 53
2.2.5.3 Topologien. 54
2.2.5.4 ISO/OSI-Referenzmodell . 58
2.2.5.5 Protokolle. 65
2.2.5.6 Standards . 66
2.2.5.7 Kanalzugriffs-Verfahren. 68
2.3 Nachrichtentechnik. 71
2.3.1 Einführung und Überblick. 72
2.3.1.1 Drahtlose Sende- und Empfangstechniken . 72
2.3.1.2 Funktechnik. 72
2.3.1.3 ISM-Band . 74
2.3.1.4 Leistungsbilanz. 75
2.3.1.5 Reichweiten-Abschätzung. 79
2.3.2 Modulation. 82
2.3.2.1 Einführung und Überblick. 82
2.3.2.2 Analoge Modulationsverfahren. 83
2.3.2.3 Digitale Modulationsverfahren. 89
2.3.3 Sender- und Empfängertechnik. 99
2.3.3.1 Senderaufbau. 100
2.3.3.2 Empfangsprinzipien . 104
2.3.3.3 Antennentechnik. 114
2.3.4 Betriebsarten. 125
2.3.4.1 Mehrwege-Empfang und Fading. 125
2.3.4.2 Diversity-Verfahren . 129
2.3.4.3 Multiplex-Verfahren. 131
2.3.5 Frequenzspreiz-Verfahren. 148
2.3.5.1 Frequenzsprung . 148
2.3.5.2 Direkte Spreizspektrum. 150
2.4 Eingebettete Systeme. 160
2.4.1 Definition. 160
2.4.2 Entwicklung. 162
2.4.2.1 Software-Entwicklung. 165
2.4.2.2 Rechnerarchitekturen . 166
2.4.2.3 Rechenbaustein und Hardware-Technologie . 167
2.4.2.4 Rechenmaschine. 169
2.4.3 Mikroprozessoren. 170
2.4.3.1 Grundlegende Funktionsweise. 171
2.4.3.2 Arten. 174
2.4.4 Energieverbrauch. 177
2.4.5 Echtzeit-Datenverarbeitung . 180
2.4.6 Eingebettete Funksysteme. 183
Verfahren 187
3.1 Standardisierte Verfahren. 189
3.1.1 Bluetooth. 189
3.1.1.1 Schichtenmodell. 190
3.1.1.2 Physikalische Schicht . 190
3.1.1.3 Sicherungsschicht. 192
3.1.1.4 Schichten 3 bis 7. 197
3.1.1.5 Protokolle. 197
3.1.1.6 Profile. 198
3.1.2 ZigBee . 199
3.1.2.1 Schichtenmodell. 202
3.1.2.2 Kernprotokolle. 203
3.1.2.3 Angepasste Protokolle. 210
3.1.2.4 Anwendungs-Profile. 218
3.1.3 WLAN. 219
3.1.3.1 Schichtenmodell. 219
3.1.3.2 Physikalische Schicht . 220
3.1.3.3 MAC-Teilschicht. 222
3.1.3.4 Schichten 3 bis 7. 227
3.1.3.5
Topologie
. 227
3.1.3.6 Datensicherheit . 228
3.1.3.7 Strom-Spar-Funktionen. 229
3.2 Proprietäre Verfahren. 230
3.2.1 EnOcean . 230
3.2.2 KIMX-RF. 233
3.2.3 Z-Wave. 236
3.3 Weitere Verfahren. 237
3.3.1 IrDA. 238
3.3.2 nanoNET. 239
3.3.3
Wireless USB
. 240
3.3.4 HomeRF . 241
3.3.5 HiperLAN. 241
3.3.6 DECT. 242
Vergleich 245
4.1 Standardisierte Verfahren. 245
4.1.1 Kommunikationstechnik . 246
4.1.2 Nachrichtentechnik. 248
4.1.3 Eingebettete Systeme . 254
4.1.4 ZigBee versus Bluetooth. 255
4.1.5 Bluetooth versus WLAN. 259
4.1.6 Koexistenz . 260
4.2 Proprietäre Verfahren. 261
4.3 Automatisierungstechnik. 261
5 Entwicklung 269
5.1 Aufgabenstellung und Randbedingungen. 270
5.2 Standardisierung versus proprietäre Lösung . 271
5.3 Hardware . 273
5.3.1 Schnittstellen. 275
5.3.2 Evaluationssysteme. 277
5.4 Software. 280
5.5 Test-Werkzeuge. 281
5.5.1 Messgeräte. 282
5.5.1.1 Interne Messtechnik und Selbsttests . 282
5.5.1.2 Netzwerkanalyse und Protokollanalysator . . 284
5.5.1.3 Hochfrequenz-Messtechnik . 286
5.5.2 Vorgehensweise und Sukzessiver Test. 288
6 Trends 291
6.1 Ultra Wide Band . 291
6.2 Software
Defined
Radio. 294
6.2.1 Signalprozessoren und Programmierbare Logikbausteine 297
6.2.2 Rekonfigurierbare Architekturen. 298
6.3 Fazit. 300
A
Anhang 301
A.l Logarithmische Verhältnisgrößen. 301
A.2 Verstärkung und Dämpfung eines Systems. 301
A.3 Signalpegel . 306
A.4 Pegelplan . 307
A.5 Rauschpegel. 308
A.6 Signal-Rausch-Abstand. 310
A.7 Messung. 310
A.7.1 Kleine Signale. 310
A.7.2 Signal-Rausch-Abstand. 311
A.7.3 SINAD-Wert . 312
Literaturverzeichnis 313
Stichwortverzeichnis 321 |
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Inhaltsverzeichnis
Vorwort
V
Abkürzungsverzeichnis
XI
1 Einleitung 1
2 Grundlagen 3
2.1 Einführung. 3
2.1.1 Was heißt Kommunikation? . 4
2.1.2 Struktur eines natürlichen Kommunikationssystems . . 5
2.1.3 Begriffserläuterungen. 8
2.1.4 Struktur eines technischen Kommunikationssystems . 9
2.1.5 Codierung und Decodierung . 11
2.1.6 Quellencodierung und Kanalcodierung. 12
2.1.7 Definitionen. 16
2.2 Kommunikationstechnik. 17
2.2.1 Quellencodierung. 17
2.2.2 Kanalcodierung. 19
2.2.2.1 Rückwärtskorrektur . 21
2.2.2.2 Vorwärtskorrektur. 31
2.2.2.3 Fehlererkennung und
-korrektur
. 37
2.2.2.4 Kanalkapazität. 40
2.2.3 Leitungscodierung. 43
2.2.4 Datenschutz und Datensicherheit. 44
2.2.4.1 Begriffe. 46
2.2.4.2 Geheimhaltung durch Verschlüsselung . 47
2.2.4.3 Datenintegrität und Datenauthentizität . 48
2.2.4.4 Verbindlichkeit von Daten. 49
2.2.4.5 Verschleierung von Datenverkehr. 49
2.2.4.6 Fazit. 50
2.2.5 Netzwerke. 50
2.2.5.1 Kategorien. 50
2.2.5.2 Abgrenzung . 53
2.2.5.3 Topologien. 54
2.2.5.4 ISO/OSI-Referenzmodell . 58
2.2.5.5 Protokolle. 65
2.2.5.6 Standards . 66
2.2.5.7 Kanalzugriffs-Verfahren. 68
2.3 Nachrichtentechnik. 71
2.3.1 Einführung und Überblick. 72
2.3.1.1 Drahtlose Sende- und Empfangstechniken . 72
2.3.1.2 Funktechnik. 72
2.3.1.3 ISM-Band . 74
2.3.1.4 Leistungsbilanz. 75
2.3.1.5 Reichweiten-Abschätzung. 79
2.3.2 Modulation. 82
2.3.2.1 Einführung und Überblick. 82
2.3.2.2 Analoge Modulationsverfahren. 83
2.3.2.3 Digitale Modulationsverfahren. 89
2.3.3 Sender- und Empfängertechnik. 99
2.3.3.1 Senderaufbau. 100
2.3.3.2 Empfangsprinzipien . 104
2.3.3.3 Antennentechnik. 114
2.3.4 Betriebsarten. 125
2.3.4.1 Mehrwege-Empfang und Fading. 125
2.3.4.2 Diversity-Verfahren . 129
2.3.4.3 Multiplex-Verfahren. 131
2.3.5 Frequenzspreiz-Verfahren. 148
2.3.5.1 Frequenzsprung . 148
2.3.5.2 Direkte Spreizspektrum. 150
2.4 Eingebettete Systeme. 160
2.4.1 Definition. 160
2.4.2 Entwicklung. 162
2.4.2.1 Software-Entwicklung. 165
2.4.2.2 Rechnerarchitekturen . 166
2.4.2.3 Rechenbaustein und Hardware-Technologie . 167
2.4.2.4 Rechenmaschine. 169
2.4.3 Mikroprozessoren. 170
2.4.3.1 Grundlegende Funktionsweise. 171
2.4.3.2 Arten. 174
2.4.4 Energieverbrauch. 177
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2.4.6 Eingebettete Funksysteme. 183
Verfahren 187
3.1 Standardisierte Verfahren. 189
3.1.1 Bluetooth. 189
3.1.1.1 Schichtenmodell. 190
3.1.1.2 Physikalische Schicht . 190
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3.1.1.4 Schichten 3 bis 7. 197
3.1.1.5 Protokolle. 197
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3.1.2.1 Schichtenmodell. 202
3.1.2.2 Kernprotokolle. 203
3.1.2.3 Angepasste Protokolle. 210
3.1.2.4 Anwendungs-Profile. 218
3.1.3 WLAN. 219
3.1.3.1 Schichtenmodell. 219
3.1.3.2 Physikalische Schicht . 220
3.1.3.3 MAC-Teilschicht. 222
3.1.3.4 Schichten 3 bis 7. 227
3.1.3.5
Topologie
. 227
3.1.3.6 Datensicherheit . 228
3.1.3.7 Strom-Spar-Funktionen. 229
3.2 Proprietäre Verfahren. 230
3.2.1 EnOcean . 230
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3.3 Weitere Verfahren. 237
3.3.1 IrDA. 238
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3.3.3
Wireless USB
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3.3.4 HomeRF . 241
3.3.5 HiperLAN. 241
3.3.6 DECT. 242
Vergleich 245
4.1 Standardisierte Verfahren. 245
4.1.1 Kommunikationstechnik . 246
4.1.2 Nachrichtentechnik. 248
4.1.3 Eingebettete Systeme . 254
4.1.4 ZigBee versus Bluetooth. 255
4.1.5 Bluetooth versus WLAN. 259
4.1.6 Koexistenz . 260
4.2 Proprietäre Verfahren. 261
4.3 Automatisierungstechnik. 261
5 Entwicklung 269
5.1 Aufgabenstellung und Randbedingungen. 270
5.2 Standardisierung versus proprietäre Lösung . 271
5.3 Hardware . 273
5.3.1 Schnittstellen. 275
5.3.2 Evaluationssysteme. 277
5.4 Software. 280
5.5 Test-Werkzeuge. 281
5.5.1 Messgeräte. 282
5.5.1.1 Interne Messtechnik und Selbsttests . 282
5.5.1.2 Netzwerkanalyse und Protokollanalysator . . 284
5.5.1.3 Hochfrequenz-Messtechnik . 286
5.5.2 Vorgehensweise und Sukzessiver Test. 288
6 Trends 291
6.1 Ultra Wide Band . 291
6.2 Software
Defined
Radio. 294
6.2.1 Signalprozessoren und Programmierbare Logikbausteine 297
6.2.2 Rekonfigurierbare Architekturen. 298
6.3 Fazit. 300
A
Anhang 301
A.l Logarithmische Verhältnisgrößen. 301
A.2 Verstärkung und Dämpfung eines Systems. 301
A.3 Signalpegel . 306
A.4 Pegelplan . 307
A.5 Rauschpegel. 308
A.6 Signal-Rausch-Abstand. 310
A.7 Messung. 310
A.7.1 Kleine Signale. 310
A.7.2 Signal-Rausch-Abstand. 311
A.7.3 SINAD-Wert . 312
Literaturverzeichnis 313
Stichwortverzeichnis 321 |
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Beschreibung
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2000 ZN 6550 G392 |
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| Exemplar 1 | ausleihbar Verfügbar Bestellen |