Computernetzwerke

(SGSN) bei GRPS, der als Router mit Frame Relay (Kapitel 7.5) über die Schnittstelle G b mit den gegenüber GPRS funktional erweiterten Base Station Controllern arbeitet. Hierfür ist eine zusätzliche Packet Control Unit (PCU) bei den BTS notwendig, die die Flusssteuerung mit der Vergabe der Time Slots und eine Fehlerkorrektur durchführt. Zum Backbone hin wird die Verbindung über ein Gateway (GGSN) über die Schnittstelle G n hergestellt, die von dort (über G.) in das Internet geroutet wird.
    Radio Subsystem

    Abbildung 8.5: Prinzipieller Aufbau des um GPRS erweiterten GSM-Netzes
    Das GGSN vergibt temporäre IP-Adressen für die Teilnehmer und führt entsprechende Routing-Tabellen. Es ist für den Mobilfunkteilnehmer auch dann weiterhin zuständig, wenn er den Bereich eines SGSN verlässt, was nur eine Änderung an der Routing-Tabelle bedeutet. Die Endgeräte müssen deshalb keine Konfigurationsveränderungen vornehmen, was die Interneteinwahl und -verbindung für den Anwender ohne Mobilitätsverlust gestaltet.
    8.4 Enhanced Date Rates for GSM Evolution - EDGE
    GPRS ist eine Möglichkeit, die vorgegebenen Bandbreiten besser ausnutzen zu können, eine weitere und effektivere Möglichkeit wird als Enhanced Date Rates for GSM Evolution, kurz als EDGE, bezeichnet. Hiermit wird eine Erhöhung der Datenrate erreicht, indem an der Funkschnittstelle eine andere Modulationstechnik eingesetzt wird. Der Kanal (GSMZeitschlitz, vgl. Abbildung 8.2) wird dadurch besser ausgenutzt, sodass ein EDGE-Zeit-schlitz die dreifache Kapazität eines GSM-Zeitschlitzes aufweist.
    Während bei GSM, das die Grundlage für GPRS bildet, eine Modulation nach dem Gaussian Minimum Shift Keying (GMSK), bei der 1 Bit pro Symbol (1 Bit/Hz) transportiert werden kann, zum Einsatz kommt, werden bei EDGE gleich 3 Bit pro Symbol (3 Bit/Hz) mithilfe der 8-PSK-Modulation (8 Phase Shift Keying) übertragen.
    Weil EDGE lediglich die Funkschnittstelle gegenüber GSM/GPRS verändert, sind für die Nutzung Änderungen am Base Station Subsystem (BSS) sowie geeignete Mobilgeräte notwendig. Alle vier Netzbetreiber in Deutschland haben ihre Mobilfunknetze bereits seit einiger Zeit für EDGE aufgerüstet.
    8.5 Universal Mobile Telecommunications System -UMTS
    GSM wurde in den Achtzigerjahren entwickelt und nachträglich mit GPRS und EDGE für Datenanwendungen ausgebaut. Die erreichbaren Datenraten entsprechen bei GPRS günstigstenfalls denen eines Modems (50 kBit/s) und bei EDGE höchstens 270 kBit/s, was für Internet-Anwendungen nicht mehr ausreichend ist.
    Der nächste Schritt ist deshalb ein Netz, das die Eigenschaften eines leistungsvermittelnden Sprachnetzes mit denen eines paketvermittelnden (multimedialen) Datennetzes unter Einsatz neuer Techniken vereinigt. Dies ist dann die dritte Generation eines Mobilfunknetzes, was daher auch 3G genannt und genauer als Universal Mobile Telecommunications System - kurz UMTS - bezeichnet wird.
    UMTS wird zwar weltweit eingesetzt, allerdings in unterschiedlichen Frequenzbereichen und mit unterschiedlichen Verfahren, sodass auch hiermit keine weltweite Kompatibilität gegeben ist. In Europa ist die Implementierung ULTRA-FDD (UMTS Terrestrial Radio Access - Frequency Division Duplex) von Bedeutung, die sechs Frequenzblockpaare mit jeweils 5 MHz in den Bereichen 1920 MHz-1980 MHz (Uplink) und 2110 MHz-2170 MHz (Downlink) reserviert.
    8.5.1 WCDMA-Multiplexing
    Die wesentliche Neuerung von UMTS gegenüber GSM ist eine neue Multiplextechnik (Codemultiplex), die als Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) bezeichnet wird. WSCDMA spreizt die Signale über die gesamte Bandbreite von 5 MHz, wobei der Sender die zu übertragenden Bits mit einer Chipping-Sequenz zu einem für jeden Benutzer speziellen Code verknüpft.
    Diese unterschiedlich kodierten Signale aller Nutzkanäle ergeben ein Summensignal, das permanent über den vollen Frequenzbereich des Uplink- und des Downlink-Bereiches übertragen wird. Weil die Übertragungsrate für jeden einzelnen Kanal nach Bedarf individuell angepasst werden kann, ergibt sich damit eine effiziente Ausnutzung der Bandbreite. Andererseits hat dies einen vergleichsweise hohen Stromverbrauch zur Folge.
    Frequenz
    Leisti
    4
    ¿y Uplink. 5 MHz
    Downlink, 5 MHz
    Code 1
    Zeit
    Abbildung 8.6: Das Multiplexprinzip von UMTS
    UMTS ist von der ITU-T seit 1992 unter IMT-2000 International Mobile Telecommunications at 2000 MHz spezifiziert. Dabei ist eine evolutionäre Umstellung von GSM/GPRS/ EDGE auf