Technik Richard Klein Analyse und Bewertung der Möglichkeiten einer IP-basierten Übertragung im UMTS Funknetz für Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Dienste. Diplomarbeit
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Richard Klein Analyse und Bewertung der Möglichkeiten einer IPbasierten Übertragung im UMTS Funknetz für Echtzeitund Nicht-Echtzeit-Dienste. GRIN Verlag
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DIPLOMARBEIT Analyse und Bewertung der Möglichkeiten einer IP-basierten Übertragung im UMTS Funknetz für Echtzeit- und Nicht-Echtzeit-Dienste. Erarbeitung der Anforderungen an das UMTS Funknetz bzw. von Lösungsvorschlägen. Eingereicht von Richard Klein Matrikel-Nr.: 9217411 an der Studienrichtung: In Zusammenarbeit mit: Bergische Universität Gesamthochschule Wuppertal Elektrotechnik Fachrichtung Nachrichtentechnik DI Dr. V. Höhn, Mannesmann Mobilfunk, Düsseldorf Abt.: BSS Implementierung und Validierung
Erklärung Erklärung Ich versichere, dass ich die Diplomarbeit selbständig verfasst, keine anderen als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel benutzt, Zitate kenntlich und mich auch sonst keiner unerlaubten Hilfe bedient habe. dass ich diese Diplomarbeit bisher weder im In- noch im Ausland in irgendeiner Form als Prüfungsarbeit vorgelegt habe. 29.09.2000 Datum Unterschrift 0
Inhalt Inhalt Inhalt...1 Einleitung und Problemstellung...4 1. UMTS Aufbau und Funktion...6 1.1 Allgemeines...6 1.1.1 UMTS-Architektur... 9 1.1.2 UTRA-FDD-Modus... 10 1.1.3 UTRA-TDD-Modus... 11 1.2 UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN)...12 1.3 UMTS Core Network (CN)...14 2. Das ISO-OSI-7-Schichtenmodell...15 2.1 Prinzip des Schichtenmodells...15 2.2 Die Schichten des ISO-OSI-Modells...16 2.2.1 Bitübertragunsschicht (Physical Layer, physikalische Schicht)... 16 2.2.2 Sicherungsschicht (Link Layer, Verbindungsschicht)... 16 2.2.3 Netzwerkschicht (Network Layer, Vermittlungsschicht)... 16 2.2.4 Transportschicht (Transport Layer)... 17 2.2.5 Sitzungsschicht (Session Layer, Kommunikationssteuerungsschicht)... 17 2.2.6 Präsentationsschicht (Presentation Layer, Darstellungsschicht)... 17 2.2.7 Anwendungsschicht (Application Layer)... 17 3. Die Internet-Protokollfamilie...18 3.1 Systemarchitektur und Protokolle...18 3.1.1 Protokolle der Sicherungsschicht... 19 3.1.1.1 Address Resolution Protocol (ARP) & Reverse Address Resolution Protocol (RARP)...19 3.1.1.2 Asynchronous Transfer Modus (ATM) & ATM Adaption Layer (AAL)...19 3.1.2 Protokolle der Vermittlungsschicht... 20 3.1.2.1 Internet Protocol Version 4 (IPv4)...21 3.1.2.2 Internet Protocol Version 6 (IPv6)...25 3.1.2.3 Internet Group Management Protocol (IGMP)...29 3.1.2.4 Internet Control Message Protocol (ICMP) und ICMPv6...29 3.1.2.5 Resource Reservation Protocol (RSVP)...29 1
Inhalt 3.1.3 Protokolle der Transportschicht... 30 3.1.3.1 Transmission Control Protocol (TCP)...30 3.1.3.2 User Datagramm Protocol (UDP)...34 3.1.3.3 Realtime Transport Protocol (RTP)...35 3.1.3.4 RTP Control Protocol (RTCP)...36 3.2 Bewertung der Protokolle bezüglich ihrer Eignung für QoS...38 3.2.1 Bewertung der Protokolle der Vermittlungsschicht... 38 3.2.1.1 IPv4...38 3.2.1.2 IPv6...38 3.2.1.3 RSVP...39 3.2.1.4 Schlussfolgerung...40 3.2.2 Bewertung der Protokolle der Transportschicht... 40 3.2.2.1 TCP...40 3.2.2.2 UDP...41 3.2.2.3 RTP & RTCP...42 3.2.2.4 Schlussfolgerung...42 4. Protokollarchitektur der UTRAN-Schnittstellen...43 4.1 Übersicht...43 4.2 I u -Schnittstelle...44 5. Quality of Service (QoS) Die Dienstgüte...46 5.1 Anforderungen an ein Funksystem...46 5.2 QoS Aufbau bei UMTS...46 5.3 UMTS QoS-Verkehrs-Klassen...48 5.4 UMTS Trägerdienst Eigenschaften (UMTS Bearer Service)...50 5.5 Referenz Radio Access Bearer...53 6. Analyse der Datenübertragung mittels IP im UTRAN...54 6.1 Kapselung der Daten...54 6.2 Mögliche Übertragungssysteme für das UTRAN...56 6.3 Berechnungen am Beispiel GTP-U/UDP/IP/AAL5/ATM...58 7. Mobile IP...64 7.1 Grundkonfiguration nach RFC 2002...64 7.2 Funktionsweise von Mobile IP...66 2