Difference between revisions of "Mobile Communications"

From LNTwww
 
(73 intermediate revisions by 5 users not shown)
Line 1: Line 1:
Dieses Buch behandelt die wesentlichen Unterschiede gegenüber Systemen für das Festnetz, wenn sich Sender und/oder Empfänger bewegen. Viele der in den letzten Büchern behandelten Grundlagen sind weiterhin gültig, wenn man Mobile Kommunikation betrachtet.
+
===Brief summary===
Unterschiede ergeben sich durch den hier vorliegenden Kanal, der stets ein Funkkanal und zeitvariant ist. Impulsinterferenzen entstehen nicht durch die Frequenzabhängigkeit des Mediums „elektrische Leitung” oder „Lichtwellenleiter”, sondern durch Mehrwegeausbreitung aufgrund von Reflexionen, wodurch es zu konstruktiven oder destruktiven Überlagerungen der elektromagnetischen Welle mit ihren Echos kommt. Die Beschreibung erfolgt vorwiegend im äquivanten Tiefpassbereich.
 
  
 +
{{BlueBox|TEXT=The book  »Mobile Communication«  deals with the essential differences compared to systems for the fixed network,  when transmitters and/or receivers are moving.  Thus,  intersymbol interference is not caused by frequency dependence of the medium »electrical line« or »optical fiber»,  but by multipath propagation due to reflections,  resulting in constructive or destructive superpositions of the electromagnetic wave with its echoes.  Here are some of the topics covered:
 +
 +
# Time-variant transmission channels:  Distance-dependent attenuation,  shadowing,  Rayleigh fading  $($at line-of-sight$)$,  Rice fading  $($without line-of-sight$)$.   
 +
# Frequency-selective transmission channels:  Two-dimensional impulse response and transfer function,  multipath reception in mobile radio,  GWSSUS model.   
 +
# Second and third generation mobile radio systems:  Characteristics of GSM  $\rm (2G)$  and UMTS  $\rm (3G)$,  Similarities between the two, further developments.       
 +
# The 4G–LTE mobile standard  $($"Long Term Evolution"$)$,  similarities and differences between  "OFDMA"  $($e.g.  at DSL$)$  and  "OFDMA"  $($e.g. at LTE$)$.
  
Der Umfang dieses Buches entspricht einer Lehrveranstaltung mit zwei Semesterwochenstunden (SWS) Vorlesung und einer SWS Übungen.
 
  
Hier zunächst eine Inhaltsübersicht anhand der vier Hauptkapitel mit insgesamt 16 Kapiteln.  
+
<u>Notes:</u>
 +
*Many of the fundamentals covered in the book&nbsp; &raquo;[[Signal Representation]]&laquo;&nbsp; are still valid.&nbsp; Differences arise from the radio channel,&nbsp; which is mostly time-varying.
  
 +
*More detailed descriptions of second and third generation mobile radio systems&nbsp; $($GSM,&nbsp; UMTS$)$&nbsp; can be found in the book &nbsp;[[Examples_of_Communication_Systems|&raquo;Examples of Communication Systems&raquo;]].
  
===Inhalt===
+
*It should be noted,&nbsp; however,&nbsp; that their importance today&nbsp; $($2023$)$&nbsp; is no longer very great;&nbsp; in some countries GSM and UMTS have already been switched off.
 +
 
 +
 
 +
&rArr; &nbsp; Here first a&nbsp; &raquo;'''contents overview'''&laquo;&nbsp; based on the &nbsp;&raquo;'''four main chapters'''&laquo;&nbsp; with a total of&nbsp; &raquo;'''sixteen individual chapters'''&laquo;&nbsp; and&nbsp; &raquo;'''121 sections'''&laquo;.}}
 +
 
 +
 
 +
===Content===
 
{{Collapsible-Kopf}}
 
{{Collapsible-Kopf}}
{{Collapse1| header=Zeitvariante Übertragungskanäle
+
{{Collapse1| header=Time-Variant Transmission Channels 
 
| submenu=  
 
| submenu=  
*[[/Distanzabhängige Dämpfung und Abschattung/]]
+
*[[/Distance Dependent Attenuation and Shading/]]
*[[/Wahrscheinlichkeitsdichte des Rayleigh–Fadings/]]
+
*[[/Probability Density of Rayleigh Fading/]]
*[[/Statistische Bindungen innerhalb des Rayleigh–Prozesses/]]
+
*[[/Statistical Bindings within the Rayleigh Process/]]
*[[/Nichtfrequenzselektives Fading mit Direktkomponente/]]
+
*[[/Non-Frequency-Selective Fading With Direct Component/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse2 | header=Frequenzselektive Übertragungskanäle
+
{{Collapse2 | header=Frequency-Selective Transmission Channels
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Allgemeine Beschreibung zeitvarianter Systeme/]]
+
*[[/General Description of Time Variant Systems/]]
*[[/Mehrwegeempfang beim Mobilfunk/]]
+
*[[/Multi-Path Reception in Mobile Communications/]]
*[[/Das GWSSUS–Kanalmodell/]]
+
*[[/The GWSSUS Channel Model/]]
 
}}
 
}}
{{Collapse3 | header=Mobilfunksysteme der 2. und 3. Generation – eine Übersicht
+
{{Collapse3 | header=Mobile Radio Systems of the 2nd and 3rd Generation - an Overview
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Historie und Entwicklung der Mobilfunksysteme/]]
+
*[[/History and Development of Mobile Communication Systems/]]
*[[/Gemeinsamkeiten von GSM und UMTS/]]
+
*[[/Similarities between GSM and UMTS/]]
*[[/Die Charakteristika von GSM/]]
+
*[[/Characteristics of GSM/]]
*[[/Die Charakteristika von UMTS/]]
+
*[[/Characteristics of UMTS/]]
 
}}
 
}}
 
{{Collapse4 | header=LTE – Long Term Evolution
 
{{Collapse4 | header=LTE – Long Term Evolution
 
|submenu=
 
|submenu=
*[[/Allgemeines zum Mobilfunkstandard LTE/]]
+
*[[/General Information on the LTE Mobile Communications Standard/]]
*[[/Technische Neuerungen von LTE/]]
+
*[[/Technical Innovations of LTE/]]
*[[/Die Anwendung von OFDMA und SC-FDMA in LTE/]]
+
*[[/The Application of OFDMA and SC-FDMA in LTE/]]
*[[/Bitübertragungsschicht bei LTE/]]
+
*[[/Physical Layer for LTE/]]
*[[/LTE–Advanced – eine Weiterentwicklung von LTE/]]
+
*[[/LTE-Advanced - a Further Development of LTE/]]
 
}}
 
}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
 
{{Collapsible-Fuß}}
  
Neben diesen Theorieseiten bieten wir auch Aufgaben und multimediale Module an, die zur Verdeutlichung des Lehrstoffes beitragen könnten:
+
===Exercises and multimedia===
*[https://en.lntwww.de/Kategorie:Aufgaben_zu_Mobile_Kommunikation '''Aufgaben''']
+
{{BlaueBox|TEXT=
*[[LNTwww:Lernvideos_zu_Beispiele_von_Nachrichtensystemen|'''Lernvideos''']]
+
In addition to these theory pages,&nbsp; we also offer exercises and multimedia modules on this topic,&nbsp; which could help to clarify the teaching material:
*[[LNTwww:HTML5-Applets_zu_Beispiele_von_Nachrichtensystemen|'''neu gestaltete Applets''']], basierend auf HTML5, auch auf Smartphones lauffähig
+
 
*[[LNTwww:SWF-Applets_zu_Beispiele_von_Nachrichtensystemen|'''frühere Applets''']], basierend auf SWF, lauffähig nur unter WINDOWS mit ''Adobe Flash Player''
+
$(1)$&nbsp; &nbsp; [https://en.lntwww.de/Category:Mobile_Communications:_Exercises $\text{Exercises}$]
 +
 
 +
$(2)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Learning_Videos_to_"Mobile_Communications"|$\text{Learning videos}$]]
 +
 
 +
$(3)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Applets_to_"Mobile_Communications"|$\text{Applets}$]]&nbsp;}}
  
  
 +
===Further links===
  
'''Empfohlene Literatur:'''
+
{{BlaueBox|TEXT=
 +
$(4)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Bibliography_to_"Mobile_Communications"|$\text{Bibliography}$]]
  
*Clarke, R. H.: A Statistical Theory of Mobile-Radio Reception, Bell System Technical Journal. vol. 47, Nr. 6, S. 957–1000, 1968
+
$(5)$&nbsp; &nbsp; [[LNTwww:Imprint_for_the_book_"Mobile_Communications"|$\text{Impressum}$]]}}
*Goldsmith, A.: Wireless communications. Cambridge: Cambridge Univ. Press, 2009. ISBN 978-0-521-83716-3
+
<br><br>
*Hindelang, T.: Mobile Communications. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. München: TU München, 2008
 
*Jakes, W. C.: Microwave mobile communications. New York (etc.): IEEE Wiley-Interscience, 1994. ISBN 978-0-7803-1069-8
 
*Kramer, G.: Mobile Communications. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. München: TU München, 2018
 
*Molisch, A. F.: Wireless communications. Chichester, West Sussex: IEEE Wiley, 2011. ISBN 978-0-470-74186-3
 
*Pahlavan, K.; Levesque, A. H.: Wireless information networks. 2. Aufl. Hoboken, NJ: John Wiley, 2010. ISBN 978-0-471-72542-8
 
*Rappaport, T. S.: Wireless communications. Principles and practice. 2. Aufl. New Jersey: Prentice Hall PTR, 2009. ISBN 978-0-130-42232-3
 
*Sauter, M.: Grundkurs mobile Kommunikationssysteme. LTE-Advanced, UMTS, HSPA, GSM, GPRS, Wireless LAN und Bluetooth. 6. Aufl. Wiesbaden: Springer Vieweg, 2015. ISBN 978-3-658-08341-0
 
*Sklar, B.: Digital communications. Fundamentals and applications. 2. Aufl. Harlow: Pearson, 2014. ISBN 978-1-292-02606-0
 
*Viering, I.: System Aspects in Communications. Vorlesungsmanuskript. Lehrstuhl für Nachrichtentechnik. München: TU München, 2016
 
*Zangl, J.: Multi-Hop-Netze mit Kanalcodierung und Medium Access Controll (/MAC). Reihe 10, Nummer 761. Düsseldorf: VDI-Verl., 2005
 
  
  
[[LNTwww:Autoren#Mobile Kommunikation|'''Hinweise zu den Autoren und den Materialien, von denen bei der Erstellung des Buches ausgegangen wurde''']]
 
  
 
{{Display}}
 
{{Display}}

Latest revision as of 12:27, 3 April 2023

Brief summary

The book  »Mobile Communication«  deals with the essential differences compared to systems for the fixed network,  when transmitters and/or receivers are moving.  Thus,  intersymbol interference is not caused by frequency dependence of the medium »electrical line« or »optical fiber»,  but by multipath propagation due to reflections,  resulting in constructive or destructive superpositions of the electromagnetic wave with its echoes.  Here are some of the topics covered:

  1. Time-variant transmission channels:  Distance-dependent attenuation,  shadowing,  Rayleigh fading  $($at line-of-sight$)$,  Rice fading  $($without line-of-sight$)$.
  2. Frequency-selective transmission channels:  Two-dimensional impulse response and transfer function,  multipath reception in mobile radio,  GWSSUS model.
  3. Second and third generation mobile radio systems:  Characteristics of GSM  $\rm (2G)$  and UMTS  $\rm (3G)$,  Similarities between the two, further developments.
  4. The 4G–LTE mobile standard  $($"Long Term Evolution"$)$,  similarities and differences between  "OFDMA"  $($e.g.  at DSL$)$  and  "OFDMA"  $($e.g. at LTE$)$.


Notes:

  • Many of the fundamentals covered in the book  »Signal Representation«  are still valid.  Differences arise from the radio channel,  which is mostly time-varying.
  • It should be noted,  however,  that their importance today  $($2023$)$  is no longer very great;  in some countries GSM and UMTS have already been switched off.


⇒   Here first a  »contents overview«  based on the  »four main chapters«  with a total of  »sixteen individual chapters«  and  »121 sections«.


Content

Exercises and multimedia

In addition to these theory pages,  we also offer exercises and multimedia modules on this topic,  which could help to clarify the teaching material:

$(1)$    $\text{Exercises}$

$(2)$    $\text{Learning videos}$

$(3)$    $\text{Applets}$ 


Further links