Analyse und Bewertung der Möglichkeiten einer IP-basierten Übertragung im UMTS Funknetz für Echtzeit und Nicht-Echtzeit-Dienste

Diplomarbeit aus dem Jahr 2000 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Nachrichtentechnik / Kommunikationstechnik, Note: 1,3, Bergische Universität Wuppertal (unbekannt), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Durch die ständig wachsende Flut von Informationen im Internet und anderen Kommunikationsmedien wird der Ruf nach immer schnelleren Übertragungsmedien lauter.
Während im Festnetz die drahtgebundenen Datenübertragungsraten immer weiter zunehmen, ist auf dem Gebiet der mobilen Funk-Übertragung noch lange nicht eine vergleichbare Geschwindigkeit möglich.
Die heutigen digitalen Mobilfunkstandards (zweite Generation der mobilen Telekommunikation) basieren auf Schmalbandtechniken, die entwickelt wurden, um die elementaren Anforderungen an Sprach- und Datendiensten abdecken zu können. Diese etablierten Funkstandards basieren auf dem CDMA- (Code Division Multiple Access) oder FDMA-Verfahren (Frequency Division Multiple Access)
Um die Anforderungen der erwartenden Dienste für die nächste Generation zu erfüllen, ging von der International Telecommunication Union (ITU) ein offizieller Aufruf zur Einreichung von Vorschlägen für die Übertragungstechnik zukünftiger Mobilfunksysteme im Rahmen des International Mobile Telecommunications (IMT-) 2000-Programms aus.
Der europäische Vorschlag für IMT-2000, der von European Telecommunications Standards Institute (ETSI) vorbereitet wird, ist das Universal Mobile Telecommunications System (UMTS). Innerhalb dieses Vorschlages wurden die grundlegenden Anforderungen für UMTS und UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access) festgelegt. Für die Erarbeitung dieser Vorschläge/Spezifikationen haben sich mehrere Firmen und Interessengruppen zusammen geschlossen, dem 3GPP (3rd Generation Partnership Project).
Wesentliche Anforderungen sind eine minimale Datenrate von 144kBit/s für ländliche Regionen bei einer maximalen Geschwindigkeit von ca. 500 km/h. Im Vorstadt-Bereich sollten bei einer Geschwindigkeit von bis zu 120 km/h immer noch 384 kBit/s angeboten werden. Die höchste Geschwindigkeit von 2 Mbit/s ist in Gebäuden oder in Innenstädten angestrebt, wobei hier die Geschwindigkeit nur noch bei Schrittgeschwindigkeit (unter 10 km/h) liegt.
UMTS soll verschiedene Trägerdienste, echtzeitfähige und nicht echtzeitfähige Dienste, leitungsvermittelte und paketorientierte Übertragungen und viele unterschiedliche Datenraten anbieten. Dabei soll die Übergabe nicht nur zwischen UMTS-Zellen möglich sein, sondern auch zwischen UMTS und GSM. Außerdem sollte das System in gewissen Maße rückwärtskompatibel zu GSM-, ATM-, IP- und ISDN-basierten Netzen sein.
Gang der Untersuchung:
Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten einer IP-basierten Übertragung im UMTS Funknetz für Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Dienste analysiert und bewert. Dazu werden vorhandene Transportnetze (ATM, WLAN etc.) betrachtet und daraus Schlüsse für den Transport der Daten durch das UMTS-Netzwerk hinsichtlich der erforderlichen Parameter für die Dienstgüte gezogen.
Im ersten Kapitel wird der Aufbau und die Funktion des UMTS-Netzwerkes beschrieben. Dazu werden zuerst die Zugriffsverfahren für den Funkzugang erläutert und anschließend die Architektur von UMTS beschrieben.
Damit ein besseres Verständnis für den Aufbau von Netzwerken vermittelt werden kann, wird auch ein kleiner Exkurs über das OSI-Schichtenmodell gemacht. Anschließend erfolgt eine Beschreibung und Bewertung der zur Auswahl stehenden Protokolle, besonders der Protokolle IPv4 und IPv6. Da der Einsatz von IP einen Overhead mit sich bringt, wird die Datenübertragung am Beispiel von einigen Diensten wie Sprache analysiert.
Da in UMTS das Internetprotokoll eingesetzt wird, muss auch eine Betrachtung der Mobilität des Teilnehmers erfolgen. Dazu wird das zuständige Protokoll Mobile IP beschrieben und nachfolgend beispielhaft auf ein ...