LTE: Optionen einer Zukunftstechnologie

Teil 19 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Während sich eigentlich weltweit WiMax und Mobile WiMax ausgebreitet haben, wird hierzulande auch sehr stark über LTE diskutiert. Long Term Evolution ist an und für sich nicht wirklich neu, sondern eine systematische Fortführung der in den Teilen 13 – 15 gezeigten Entwicklung. Darum steht es jetzt auch schon bei der Versionsnummer 8, es kann aber durchaus noch zwei oder drei weitere Versionen geben, bevor es vielleicht seinen Weg in die Fläche findet.

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Wesentliche Eigenschaften von Mobile WiMax

Teil 20 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Mit dieser Folge schließen wir die Betrachtung von Mobile WiMax ab. Mobility-Management und recht hochgradige Sicherheitsfunktionen sind weitere wesentliche Eigenschaften. Natürlich müssen wir zum Abschluss dieses Blocks auch eine Gegenüberstellung zu 3G-Mobilfunkt vornehmen und einige Konsequenzen ansprechen.

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Mobile WiMAX Physical Layer und MAC

Teil 17 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Die Physical Layer von Mobile WiMax hat einige wirklich sehr interessante Eigenschaften, die nach Ansicht des Autors grundlegend für ein System sind, welches den Anforderungen einer leistungsfähigen mobilen Versorgung mit modernen Sprach- und Datendiensten genügen möchte. Außerdem sind überall Leistungsreserven versteckt, die man relativ leicht und zu sehr übersichtlichen Kosten aktivieren kann, wenn das erforderlich werden sollte.

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Mobile WiMAX: Technologie und Definitionen

Teil 18 von 20 aus der Serie "Wireless World"

In diesem Teil muss die gesamte Technologie für stationäres WiMAX sowie die gesamte OFDM-Technik als bekannt vorausgesetzt werden. WiMax wurde ja in den Folgen 7-12 dieser Reihe schon früher in verschiedenen Zusammenhängen ausführlich erläutert, die OFDM-Technik wird in der Reihe „Professionelle Datenkommunikation“ bei den WLANs (Teile 16 und 17) kurz und in der Reihe „Übertragungstechnologien“ im Detail vorgestellt.

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Mobile WiMAX – die Antwort auf moderne Anforderungen

Teil 15 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Die Versorgung mobiler Teilnehmer mit breitbandigen Diensten ist einer der stärksten Wachstumsbereiche. Letztlich ist es das Ziel, mobilen Benutzern die gleiche Qualität der vernetzten Datenverarbeitung zu bieten, wie sie es vom fixen Arbeitsplatz her gewohnt sind. Vielfach läuft die Diskussion darauf hinaus, dies mit einer Weiterentwicklung der bisherigen Handy Technik oder mit entsprechend flächendeckenden Wireless LANs zu implementieren. Es gibt jedoch eine Technik, die diese bisherigen Alternativen in Grundstruktur, Performance, Sicherheit, Qualität und technischer Eleganz weit in den Schatten stellt: Mobile WiMAX.

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Vom IEEE 802.11 Wireless LAN zu 4G

Teil 16 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Das größte Problem für drahtlose LAN-Provider ist, und der Grund, warum Mobilestar letztlich aufgeben musste, ist, dass jeder Access-Point seine eigene teure T1-Verbindung (52 Mbit/s) ins Internet benötigt. In einem 4G-System werden diese Festverbindungen durch feste oder mobile drahtlose Verbindungen ersetzt, die das gleiche lizenzfreie Spektrum benutzen wie die drahtlosen LANs. IEEE hat mit dem Highspeed Unlicensed Metropolitan Area Network (HUMAN) bereits eine mögliche Lösung vorgestellt (siehe Teile 10 – 12). Aber: es gibt auch andere Bestrebungen.

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Drahtlose Festverbindungen

Teil 13 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Es ist ein besonderer Charme der drahtlosen Übertragungstechnik, dass Systeme eine teilweise sehr lange Lebensdauer haben und jedes neue System auf die älteren Rücksicht nehmen muss. Dafür sorgen auch die Standardisierung und die Festlegungen der Frequenzkontrollbehörden. Um also eine jeweils neue Technik, wie z.B. LTE, wirklich verstehen zu können, muss man auch einmal die älteren Systeme betrachten. In den nächsten vier Folgen machen wir genau das und beginnen mit den drahtlosen Festverbindungen.

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GPRS, UMTS und die Weiterentwicklung zellularer Netze

Teil 14 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Handys haben den Trend zur Mobilität begründet. Gelichzeitig wurde aber schnell klar, dass die Sprachübertragung nicht ausreicht, der moderne Mensch möchte auch „das Internet“ mitnehmen und natürlich Mails bearbeiten usf. Mit dem iPhone wurde eine neue Generation von Endgeräten begründet, die das auch tatsächlich können. Jeder merkt aber schnell, dass es mit der wirklich mobilen Datenübertragung noch nicht so weit her ist, spätestens dann, wenn das iPhone verzweifelt nachfragt, ob es nicht eines der in der Nähe befindlichen WLANs benutzen darf, damit der Internet-Zugriff schneller wird. Es gibt eine Reihe neuer Entwicklungen, wie LTE, die das verbessern sollen. UMTS war der erste tragfähige Ansatz in dieser Richtung und wie ein mobiles Zugriffssystem in Zukunft auch heißen wird, es ist entweder eine Weiterentwicklung von UMTS oder Mobile WiMax.

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IEEE 802.16a Zusammenfassung, Koexistenzfragen und Konsequenzen

Teil 11 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Nach den vielen technischen Einzelheiten der letzten Folgen wollen wir hier die spezifischen Eigenschaften des Wireless HUMAN zusammenfassen und auch etwas zur Koexistenz mit anderen kabellosen Übertragungssystemen sagen. Daraus ergeben sich Konsequenzen für die Anwendung im professionellen Bereich.

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IEEE 802.16a PHY

Teil 12 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Wie bereits angesprochen, gibt es drei Geschmacksrichtungen für die PHY. Die Leser wissen, dass dem Autor hier die nachrichtentechnischen Details besonders am Herzen liegen, der Autor weiß, dass die Leser das nicht so spannend finden wie er selbst. Also werden in einer Art Kompromiss hier nur die wesentlichen Grundzüge dargestellt.

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IEEE 802.16a MAC

Teil 9 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Die 802.16a MAC hat die spannende Aufgabe, den geordneten Verbindungsaufbau mit den gleichen Qualitätsmerkmalen wie bei 802.16 WiMax durchzuführen, allerdings ohne dass es eine zentrale Basis Station geben würde. In dieser Folge sehen wir uns an, wie das funktioniert.

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IEEE 802.16a Wireless HUMAN

Teil 10 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Während die mit einigen Vorschusslorbeeren bedachten Wireless Maschennetze nach IEEE 802.11s heute ein Schattendasein als schmalbandige Lösungen z.B. im Rahmen der automatisierten Zählerablesung bei Haushalten fristen, konnte sich das Wireless HUMAN nach IEEE 802.16a vor allem in Bereichen durchsetzen, wo eine relativ großzügige Besiedlung vorherrscht, die eine zentral orientierte Versorgung zu komplex oder einfach zu teuer macht. In dieser Folge geben wir zunächst einen Überblick über den Entwicklungshintergrund. In weiteren Folgen detaillieren wir dann die notwendigen MAC-Erweiterungen und besprechen die drei PHY-Varianten genauer.

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Fundamentals (3): die Nyquistbedingungen

Teil 4 von 4 aus der Serie "Digitale Nachrichtenübertragung"

Im letzten Teil haben wir gesehen, dass es eigentlich nicht möglich ist, Rechteckimpulse überhaupt ordentlich zu übertragen. Wie wir wissen, gibt es aber doch Möglichkeiten. Das liegt an den nach dem
berühmten Physiker benannten Nyquistbedingungen. Letztlich legen sie fest, inwieweit Verformungen tolerierbar sind und ausgeglichen werden können.

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Details der IEEE 802.16 MAC (2/2)

Teil 7 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Nachdem wir in der letzten Folge mehr die technischen Aspekte in den Vordergrund gestellt haben, kommen wir jetzt zu den eigentlichen Feinheiten der Logik des Verbindungsaufbaus, der Qualitätssicherung und des Datenschutzes.

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Details der IEEE 802.16 MAC (1/2)

Teil 8 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Die Zusammenarbeit zwischen einem Endgerät (bei WiMax als Subscriber Station bezeichnet) und einem Versorgungspunkt (bei WLANs der Access Point, bei WiMax die Base Station) ist bei WiMax völlig anders als bei WLANs strukturiert, weil es sich um eine geordnete Verbindung mit ganz klaren Regeln und Qualitätsparametern handelt. Vor daher ist es sehr interessant, sich die MAC und ihre Funktionen näher anzusehen. Dazu benötigen wir zwei Teile der Serie.

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IEEE 802.16 WiMax 10 – 66 GHz PHY

Teil 6 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Der 10 – 66 GHz-Bereich, in dem 802.16 arbeitet, hat andere Gesetzmäßigkeiten als die bei WLANs benutzten Frequenzbereiche. Der obere Bereich umfasst die Millimeterwellen, die bereits durch feinste Nebel- oder Wassertröpfchen in ihrer Ausbreitung gehindert werden können und auch durch feste Hindernisse erheblich gedämpft werden. Ein wichtiger Vorteil ist aber die Möglichkeit der Modulation mit wesentlich höheren Datenraten, einfach wegen der höheren Grundfrequenz. Auch ist das 10 – 66 GHz-Band recht leer hinsichtlich anderer Funkdienste. Diese Tradeoffs müssen bei der Systemauslegung berücksichtig werden und das führt naturgemäß zu völlig anderen Randbedingungen, als wir sie von WLANs her kennen.

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IEEE 802.16 WiMAX im Detail

Teil 5 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Im letzten Teil der Reihe wurde die grundsätzliche Intention von IEEE 802.16 und die aktuelle Untergliederung nach Schnittstellen für bestimmte Frequenzbereiche angesprochen. Da WiMax mittlerweile in vielen Teilen der Welt, vor allem in den USA und Asien ein besonders wichtiges Element der drahtlosen Versorgung geworden ist, wollen wir diese Standards in den nächsten Folgen detaillierter betrachten.

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Fundamentals (2): Fourier-Analyse

Teil 3 von 4 aus der Serie "Digitale Nachrichtenübertragung"

Fourier-Analyse und Abtasttheorem sind die Grundlagen aller modernen Betrachtungen über die Nachrichtenübertragung. Wir stellen hier nur Ergebnisse und Auswirkungen dar, die genaue mathematische Herleitung möge der Interessent der einschlägigen Literatur entnehmen. Die Fourier-Analyse gibt hier Aufschluss über die Gestalt von Schwingungen und indirekt über deren Verformung bei Begrenzung der auf dem Übertragungsmedium zur Verfügung stehenden Bandbreite.

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Wireless MANs nach IEEE 802.16: WiMax

Teil 4 von 20 aus der Serie "Wireless World"

Seit Mitte 1999 hat die IEEE 802.16 Arbeitsgruppe für breitbandigen drahtlosen Zugriff damit begonnen, Standards für Wireless Metropolitan Area Networks zu entwickeln. Es wurde von Beginn an Wert auf großen Konsens und internationale Anwendbarkeit gelegt. Das Ziel sind Standards für die Überbrückung der “First Mile”, die den breitbandigen Zugriff auf Zubringernetze durch Funktechnik ökonomischer gestalten als dies mit anderen Lösungen (DSL, FTTH, …) möglich ist. Dies ist eine notwendige Ergänzung zu bestehenden Standards hinsichtlich schneller optischer Metronetze.

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Fundamentals (1): Modell eines Übertragungssystems

Teil 2 von 4 aus der Serie "Digitale Nachrichtenübertragung"

Es gibt verschiedene unterschiedliche Betrachtungs- und Darstellungsweisen für die bei einer Übertragung auftretenden Effekte und Gesetzmäßigkeiten. Sie alle beruhen jedoch auf grundsätzlichen informationstheoretischen und nachrichtentechnischen Grundlagen, die gegen Ende der vierziger Jahre oder sogar früher erarbeitet wurden. In dieser Folge stellen wir ein abstraktes Modell für ein Übertragungssystem vor.

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