Funkübertragungstechnologien im Mobilfunk

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Kurze Zusammenfassung:    Funkübertragungstechnologien im Mobilfunk Dozent: Prof. Sem.) am 21.12.2011 - D A R G E S T E L L T A N H A N D E I N E R T E C H N O L O G I E R O A D M A P Willkommen 2 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Wireless communications are an integral part of our culture today. Einleitung 1.1. Definitionen 1.2. Abkürzungen 1.3. Standardisierungsgremien 2. Aktuelle Technologien 2.1. Satellitengestützte Mobilkommunikation 2.2. Wachstum als Treiber 2.3. Treiber für zukünftige Technologien 2.4. Zukünftige Technologien 2.5. Technologie Roadmap 3. Fazit Literaturverzeichnis 3 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1.Einleitung 4 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. Einleitung 1.1.Definition Kommunikation Prozess, bei dem Kommunikator (Sender) eine verschlüsselte Botschaft , sprachlich oder nicht-sprachlich, über einen spezifischen Kommunikationskanal an einen Kommunikanten senden, der die Botschaft entschlüsselt Prozess Folge logisch zusammenhängender Aktivitäten zur Erstellung einer Leistung oder Veränderung eines Objektes mit definiertem Anfang und Ende F&E ist die systematische Suche nach neuen Erkenntnissen unter Anwendung wissenschaftlicher Methoden in geplanter Form. 5 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. Einleitung 1.1.Definition Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 6 Technologie Wissen über naturwissenschaftlich, technische Zusammenhänge Technik Anwendung des technologischen Wissens in konkreten Produkten Information Auskunft, Nachricht, Mitteilung, Belehrung; die formulierte Unterrichtung Funkübertragung technische Möglichkeit, Signale drahtlos mittels elektromagnetischer Wellen in bestimmten Frequenzen (zum Beispiel Radiowellen) zu übermitteln. Technologietreiber Führende Prozess oder Produkt Technologien, die die Entwicklung von neuen und innovativen Prozessen/Produkten oder Herstellungstechniken anregen. Einleitung 1.2.Abkürzungen HSDPA high speed data packet access HSUPA high speed upload packet access HSPA+ - high speed packet access MIMO multiple input, multiple output UMTS universal mobile telecommunication service SAE system architecture evolution LTE long term evolution GSM - global system for mobile communications EDGE - enhanced data rates for GSM evolution GPS global position system 7 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. Einleitung 1.3.Standartisierungsgremien ITU Internationial Telecommunication Union 17. ITU-T (Telecommunication Standardization Sector), gegründet am 1. ITU-R (Radiocommunication Sector) 3. ITU-D (Telecommunication Development Sector) Ziele: Internationale Zuweisung und Registrierung von Sende- und Empfangsfrequenzen Internationale Zuweisung von Rufzeichenblöcken, das ITU-Präfix Internationale Regelungen für die Nutzung von Frequenzen 8 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. Einleitung 1.3.Standartisierungsgremien Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 9 weitere Ziele: Koordinierung von Bemühungen zur Störungsbearbeitung im internationalen Funkverkehr Koordinierung der Entwicklung von Fernmeldeanlagen Vereinbarungen von Leistungsgarantien und Gebühren 3rd Generation Partnership Project (3GPP) UMTS, HSDPA, HSPA+, LTE,LT ADV 3GPP2 CDMA2000 ETSI Europäisches Institut für Telekommunikationsnormen 1988 gegründet Einheitliche Telekommunikationsstandards für Europa Zusammenschluss zu 3GPP zwecks Standardisierung von GSM und UMTS 2. Aktuelle Technologien GSM GPRS Edge UMTS HSPA(+) HSDPA HSUPA CDMA2000 LTE Satellitengestützte Kommunikation 10 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - GSM Quelle: http://knol.google.com/k/-/- /2pa0bzbk3e4lp/klxptt/gsm-netz.png 11 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - GSM Standardentwicklung 1982 ab 1992 in Europa eingesetzt 1500 Mio. GSM Teilnehmer in 190 Ländern Täglich kommen über 1 Mio. Teilnehmer hinzu 9,6Kbit/s Vorteile: flächendeckend, ausgereift und stabil Roaming weltweit möglich weniger Signalstörungen in Gebäuden Verwendung von SIM Karten erlaubt einfachen Tausch der Mobilfunkgeräte 12 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - GSM Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 13 Nachteile: geistige Rechte liegen bei einigen wenigen Industriegrössen z.B. Nokia,Siemens, Alcatel,Ericsson und Motorola Markteintrittsbarriere Störungen mit anderen elektrischen Geräten möglich Leitungsorientiere Vermittlung 2. Aktuelle Technologien - GPRS 14 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://3g4g.blogspot.com/2011/09/new- 4g-americas-whitepaper-on-mobile.html 2. Aktuelle Technologien - GPRS Verabschiedung des Standards im 1.Quartal 1998 seit 2000 eingeführt in den regulären Mobilfunkbetrieb Vorteile: Paketorientiere Übertragung Abrechnung nach Volumen nicht nach Zeit Daten werden in Paketen immer dann übertragen, wenn Netzkapazitäten frei sind Netz wird nicht zusätzlich belastet Always-On-Funktionalität und Mobiltelefon als Modem einsetzbar Nachteile: Theoretisch 21,4 Kbit/s und mit Kanalbündelung 171,2 Kbit/s möglich praktisch oft nur 40-50 Kbit/s bei einem ausgelasteten Netz werden nur sehr wenige Datenpakete versendet 15 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - EDGE Hardware Upgrade an der BSS neue Transciever Transmitter/Reciever Software Upgrade im BS und BSC Bereich Core Netzwerk bleibt bestehen im 1.Quartal 1999 als Standard verabschiedet 2000 eingeführt Vorteile: 217,6 Kbit/s beim Empfang und 108,8 Kbit/s beim Senden von Daten Verwendung gleicher Netzressourcen wie bei GSM/GPRS Softwareupdate der Infrastruktur keine teuren und neuen Lizenzen nötig Verfügbarkeit fast überall dort, wo GSM verfügbar ist 16 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - EDGE Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 17 Nachteile: hohe Pingzeiten von 200-450 ms disqualifizieren es für Videotelefonie oder Audiokonferenzen Edge Evolved(bis zu 1,2Mbit/s Emfang) ist mögliche Konkurrenz für UMTS 2. Aktuelle Technologien - UMTS 18 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www.umtslink.at/content/core_network-27.html 2. Aktuelle Technologien - UMTS im 1. Quartal 2000 als Standard verabschiedet seit 2002 im Einsatz Vorteile: effizientere Frequenzbandauslastung als bei GSM Datenraten nach Bedarf, die sich dynamisch der Netzwerkkapazität anpassen können Strahlenbelastung beim Gesprächsaufbau geringer als bei GSM Erhöhung der Übertragungsgeschwindigkeit weltweites Roaming 19 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - UMTS Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 20 Nachteile: nur 384 Kbit/s ( Standard Release 99), mit nachfolgenden Standards bis zu 2 Mbit/s maximale Übertragungsrate sinkt mit dem Abstand des Handys zum Funkmast und mit der Geschwindigkeit sowie mit welcher sich der Handynutzer (im Auto oder Zug) bewegt hohe Übertragungswerte lassen sich nur erreichen, wenn Nutzer bewegungslos und allein in einer Funkzelle "operiert hohe Kosten für UMTS-Lizenzen + Hohe Kosten für Netzausbau und Kundengewinnung = Hohe Kosten für UMTS-Teilnehmer 200-300ms Latenzzeiten 2. Aktuelle Technologien HSPA Upload: HSUPA Download: HSDPA 4. Quartal 2007 als Release 7 Standard verabschiedet März 2009 Einführung in Europa Vorteile: höhere Übertragungsgeschwindigkeiten geringere Latenzzeiten ( 100 ms ) bessere Ausnutzung der UMTS Frequenzen Vorwärtsfehlerkorrektur Weiterentwicklung des Standards zu Long Term HSPA Evolution Nachteile; Verbreitung Mobilfunkgeräte 21 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien CDMA2000 22 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www1.ericsson.co m/ad/res/thecompany/ docs/publications/ericss on_review/2001/20010 37.pdf 2. Aktuelle Technologien CDMA2000 ab 2002 hauptsächlich in Asien und Amerika Version 1xRTT erlaubt Datenraten bis 144 Kbit/s weltweit 574,935,000 Teilnehmer ( Q4/2010) 1x 1x Advanced Sprachübertragung 1xEV-DO Rel.0 1xEV-DO Rev. A EV-DO Rev.- Datenübertragung Vorteile: Always-on Funktionalität in Asien und Amerika sehr verbreiteter Standard wird durch 3GPP2 ständig weiterentwickelt und existiert parallel zu anderen Standards Nachteile: Mobilfunksysteme müssen mittels GPS mit der Basisstation synchronisiert werden Quelle: http://www.cdg.org/resources/cdma_stats.asp 23 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien Long Term Evolution Quelle: http://developer.att.com/developer/forward.jsp?passedItemId=200120 24 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien Long Term Evolution 4.Quartal 2008 als Standard von 3GPP verabschiedet 2010 Beginn des Netzausbaus Vorteile: Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit-Audio, Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, HDTV-Videoinhalte und mobiles Fernsehen werden möglich 100 Mbit/s Datenrate im Download Kompatibel zu anderen Mobilfunk Technologien Nachteile: Verfügbarkeit vorerst auf Hotspots beschränkt ( DE: 2010/2011 ) teilweise neue Netzwerkarchitektur im Gegensatz zu UMTS Preise betragen rund 50 Euro für 21 Mbit/s Leitung mit 15 GB Traffic 25 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.1. Satellitengestützte Mobilkommunikation Quelle: http://www.wcclp.com/ 26 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.1. Satellitengestützte Mobilkommunikation Netz Inmarsat Globalstar Iridium Thuraya Gründung 1979 1991 1998 1997 in Betrieb seit 1982 1999 1999 2000 Firmensitz GB USA USA Vereinigte Arabische Emirate Höhe(km) 35786 1414 780 35786 Satellitenanzahl 11 40 66 2 Umlaufzeit 24 Stunden 120 min. 24 Stunden Netzabdeckung weltweit Wo Bodenstationen vorhanden sind Weltweit Europa, Asien,Afrika, Ozeanien Preis des billigsten Handys k.A. 800 1500 600 Preis pro Minuten ins Festnetz (in ) 3 bis 5 k.A. 2 bis 5 0,7 bis 1,7 Abrechnung Prepaid Postpaid Pre- oder Postpaid Prepaid Quelle: http://www.teltarif.de/mobilfunk/satellit/vergleich.html 27 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.Aktuelle Technologien - Übersicht Techno- logie GSM GPRS EDGE UMTS HSPA CDMA2000 LTE Iridium Standard 1982 1.Q. 1998 1.Q. 1999 1.Q. 2000 1.Q. 2002 Oktober 2000 4.Q.2008 1998 Verfügbar- keit 1992 2001 2003 2002 2009 2002 2010 1999 Übertra- gungsge- schwindig- keit (t-max) 9,6kbit/s D: 53,6 Kbit/s U: 26,8 Kbit/s D: 217,6 Kbit/s U: 108,8 Kbit/s U/D: 384 Kbit/s D: 7,2 Mbit/s U: 1,4 Mbit/s 1xRTT: 144 Kbit/s EV-DO: D:3 Mbit/s U: 1,8 Mbit/s 100Mbit/ s ( 35 Mbit/s realistisc h) D/U: 128 Kbit/s weltweite Nutzer 2011 1,5 Mrd. ( 2002 ) k.A. 753 Mio. 160 Tsd Trend Weiter Steigend ( +1 Mio. Nutzer/T ag) Alternative zu UMTS/HSPA Quasi- standard Übergang von UMTS zu LTE Trotz Leistungs- reserven (DO-Adv.) - kein Konkurrent für 3G&4G wird neuer Standard, schafft neue Komplem entärtech -nologien weiterer Ausbau des Satelliten netzes 28 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: siehe Literaturverzeichnis 2. Aktuelle Technologien 2.Aktuelle Technologien - Übersicht Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 29 Techno- logie GSM GPRS EDGE UMTS HSPA CDMA2 000 LTE Iridium Vorteile weltweit preiswert Einstieg ins mobile Internet Einstieg ins mobile Internet Mobiles Internet aktuelles High Speed - mobiles internet Standard in Asien und Amerika Übertra- gungsrate -weltweit Nachteile nicht für mobiles Internet geeignet Schwache Übertra- gungsrat- en Schwache Übertragu ngsraten Lizenzkos -ten Verfügbar -keit von Mobiles Asien & Amerika /Synchro nisation Preis Preis Techno- logieart Basis Basis Basis Basis Schlüssel Basis Basis Schlüssel Spezielle Quelle: siehe Literaurverzeichnis 2. Aktuelle Technologien 2.2.Wachstum als Treiber 30 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http.//www.bitkom.org 2. Aktuelle Technologien 2.3.Treiber für zukünftige Technologien 4G Technologie verbesserte Batterielaufzeit Verschlüsselung Sprache zu Text Umwandlung Kostenstruktur Dienste Preise für Mobilfunkgeräte Cognitive Radio 31 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://images.google.de 2. Aktuelle Technologien 2.3.Treiber für zukünftige Technologien-Produkttreiber Cloud Computing Mobile Gaming Anwendungen im Gesundheitsbereich Streaming von Multimediainhalten Lokalisationsbasierende Dienste Videotelefonie 32 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: Bilder http://images.google.de Quelle: http://4gamericas.com 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien Long Term HSPA Evolution LTE Advanced IRIDIUM Next CDMA2000 DO Advanced 5G Standard Unterstützende Technologien: SAE Enhanced Glasfasertechnologie Lichtwellenmultiplexing MIMO 33 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien - Long Term HSPA Evolution 34 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/products/mobile-broadband 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien - Long Term HSPA Evolution Quelle: http://www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/products/mobile-broadband 35 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap

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Auszug aus dem Inhalt:    Funkübertragungstechnologien im Mobilfunk Dozent: Prof. Aktuelle Technologien 2.1. Satellitengestützte Mobilkommunikation 2.2. Wachstum als Treiber 2.3. Treiber für zukünftige Technologien 2.4. Zukünftige Technologien 2.5. Technologie Roadmap 3. Fazit Literaturverzeichnis 3 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1.Einleitung 4 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. 5 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 1. Aktuelle Technologien GSM GPRS Edge UMTS HSPA(+) HSDPA HSUPA CDMA2000 LTE Satellitengestützte Kommunikation 10 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - GSM Quelle: http://knol.google.com/k/-/- /2pa0bzbk3e4lp/klxptt/gsm-netz.png 11 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien - GPRS 14 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://3g4g.blogspot.com/2011/09/new- 4g-americas-whitepaper-on-mobile.html 2. Aktuelle Technologien - EDGE Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 17 Nachteile: hohe Pingzeiten von 200-450 ms disqualifizieren es für Videotelefonie oder Audiokonferenzen Edge Evolved(bis zu 1,2Mbit/s Emfang) ist mögliche Konkurrenz für UMTS 2. Aktuelle Technologien - UMTS 18 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www.umtslink.at/content/core_network-27.html 2. Aktuelle Technologien - UMTS im 1. Quartal 2007 als Release 7 Standard verabschiedet März 2009 Einführung in Europa Vorteile: höhere Übertragungsgeschwindigkeiten geringere Latenzzeiten ( 100 ms ) bessere Ausnutzung der UMTS Frequenzen Vorwärtsfehlerkorrektur Weiterentwicklung des Standards zu Long Term HSPA Evolution Nachteile; Verbreitung Mobilfunkgeräte 21 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien CDMA2000 22 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www1.ericsson.co m/ad/res/thecompany/ docs/publications/ericss on_review/2001/20010 37.pdf 2. Aktuelle Technologien Long Term Evolution Quelle: http://developer.att.com/developer/forward.jsp?passedItemId=200120 24 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien Long Term Evolution 4.Quartal 2008 als Standard von 3GPP verabschiedet 2010 Beginn des Netzausbaus Vorteile: Qualitativ hochwertige Dienstleistungen wie Echtzeit-Audio, Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung, HDTV-Videoinhalte und mobiles Fernsehen werden möglich 100 Mbit/s Datenrate im Download Kompatibel zu anderen Mobilfunk Technologien Nachteile: Verfügbarkeit vorerst auf Hotspots beschränkt ( DE: 2010/2011 ) teilweise neue Netzwerkarchitektur im Gegensatz zu UMTS Preise betragen rund 50 Euro für 21 Mbit/s Leitung mit 15 GB Traffic 25 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.1. Satellitengestützte Mobilkommunikation Quelle: http://www.wcclp.com/ 26 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.2.Wachstum als Treiber 30 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http.//www.bitkom.org 2. Aktuelle Technologien 2.3.Treiber für zukünftige Technologien 4G Technologie verbesserte Batterielaufzeit Verschlüsselung Sprache zu Text Umwandlung Kostenstruktur Dienste Preise für Mobilfunkgeräte Cognitive Radio 31 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://images.google.de 2. Aktuelle Technologien 2.3.Treiber für zukünftige Technologien-Produkttreiber Cloud Computing Mobile Gaming Anwendungen im Gesundheitsbereich Streaming von Multimediainhalten Lokalisationsbasierende Dienste Videotelefonie 32 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: Bilder http://images.google.de Quelle: http://4gamericas.com 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien Long Term HSPA Evolution LTE Advanced IRIDIUM Next CDMA2000 DO Advanced 5G Standard Unterstützende Technologien: SAE Enhanced Glasfasertechnologie Lichtwellenmultiplexing MIMO 33 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien - Long Term HSPA Evolution 34 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap Quelle: http://www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/products/mobile-broadband 2. Aktuelle Technologien 2.4. Zukünftige Technologien - Long Term HSPA Evolution Quelle: http://www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/products/mobile-broadband 35 Funktübertragungstechnologie im Mobilfunk - dargestellt anhand einer Roadmap

Bildbeschreibung: Funkübertragungstechnologien im Mobilfunk Dozent: Prof. Dr. Ing. Christian Mieke Seminar: Tim Lab 1 Studiengang: MA Technologie und Innovationsmana...

Datum der Veröffentlichung:

2025-05-02T22:40:20

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