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Lehrende: Prof. Dr.-Ing. Matthias Hollick
Veranstaltungsart:
Übung
Orga-Einheit: FB18 Elektrotechnik und Informationstechnik
Anzeige im Stundenplan:
Komm. Netze 3
Fach:
Anrechenbar für:
Unterrichtssprache:
Deutsch
Min. | Max. Teilnehmerzahl:
- | -
Lehrinhalte:
Mobilkommunikation und drahtlose Kommunikationstechniken haben sich in
den letzten Jahren rapide weiterentwickelt. Sowohl technologische Fortschritte
als auch Anwendungsanforderungen haben zu verschiedenen Klasssen von Kommunikationsnetzen
geführt. Dies beinhaltet Sensornetze, Ad hoc Netze und zellulare Netze,
die allesamt wichtige Teilaspekte der Fragestellung "Mobilität in Netzen"
betreffen.
Aktuell kann beobachet werden, dass infrastrukturbasierte Netze durch infrastrukturlose
(ad hoc) Netze zu neuartigen Netzen ergänzt und erweitert werden. Gleichzeitig
werden Nutzer zunehmend mobil und nomadisch und begehren überall und jederzeit
Zugriff auf Applikationen. Dies verlagert bisherige Netzanfoderungen und
führt gleichzeitig zu neuen Anwendungsparadigmen.Aus den genannten Sachverhalten
leiten sich vielfältige Forschungsfragen ab, die bisher ungelöst sind.
Die Entwicklung von neuartigen, mobilitätsunterstützenden Anwendungen und
Endsystemen stellt hierbei nur einen Teil der Herausforderung dar; gleichzeitg
müssen insbesondere die Netztechnologien weiterentwickelt und neukonzipiert
werden.
Die Vorlesung adressiert die oben genannten Fragestellugen. Die Charakteristiken
und Grundprinzipien des Problemraumes werden detailliert erläutert und
praktische Lösungssansätze werden vorgestellt. Der Fokus der Veranstaltung
liegt hierbei auf der Vermittlungschicht (Netzwerkschicht), die als Kern
von Kommunikationssystemen angesehen werden kann. Zusätzlich zum Stand
der Technik werden in der Veranstaltung aktuelle Forschungsfragen diskutiert
und Methoden und Werkzeuge zur systematischen Behandlung dieser Fragen
erläutert.
- Einleitung: Drahtlose und mobile Kommunikation: Anwendungen, Geschichte,
Marktchancen, Überblick.
- Drahtlose Kommunikation (untere Schichten): Drahtlose Übertragung (hier
nur kurz, da in anderen Vorlesungen vertieft), Frequenzen und Frequenzregulierung,
Signale, Antennen, Signalausbreitung, Multiplex, Modulation, Spreizband-Technik,
Zellulare Systeme.
- Medienzugriff: SDMA, FDMA, CDMA, TDMA (Feste Zuordnung, Aloha, CSMA,
DAMA, PRMA, MACA, Kollisionsvermeidung, Polling).
- Telekommunikations Systeme: GSM (HSCSD, GPRS), UMTS/IMT-2000, DECT, TETRA.
- Drahtlose Lokale Netze (Wireless LAN): IR vs. Funkkommunikation, Infrastruktur/Ad
hoc, IEEE 802.11 (a, b, g, h), HiperLAN2, Dienstgüte, Bluetooth, IEEE 802.15.
- Drahlose Stadtnetze (Wireless MAN): Drahtlose Mesh Netze, IEEE 802.16.
- Mobilität auf der Netzwerkschicht: Konzepte zur Mobilitätsunterstützung,
Mobile IPv4, Mobile IPv6, Erweiterungen von Mobile IP (fast-handover, hierarchical-MIP).
- Ad hoc Netze: Terminologie, Grundlagen und Applikationen, Charakteristika
von Ad hoc Kommunikation, Ad hoc Routing Paradigmen und Protokolle (AODV,
DSR, LAR, OLSR), Weiterführende Themen zu Ad hoc Routing: Forschungsfragen,
Verlässliche Kommunikation, Dienstgüte und Sicherheit.
- Mobilität auf der Transportschicht: Varianten von TCP (Indirect TCP,
Snoop TCP, Mobile TCP, Wireless TCP).
- Leistungsbewertung von mobilen Netzen: Einführung in die Leistungsbewertung,
systematischer Ansatz/häufige Fehler und wie man sie vermeiden kann, experimentelles
Design uand Analsyse.
- Mobilität auf der Anwendungsschicht, Ausblick: Anwendungen für mobile
Netze, 4th Generation zellularer Netze, Variable Topologien in zellularen
Netzen (MobQoS).
Literatur:
Ausgewählte Kapitel aus folgenden Büchern:
- Jochen Schiller: "Mobile Communications" 2nd Ed.(ISBN 0-321-12381-6)
- Raj Jain: "The Art of Computer Systems Performance Analysis: Techniques
for Experimental Design, Measurement, Simulation, and Modeling" (ISBN 0-471-50336-3)
- James F. Kurose: "Computer Networking: A Top-Down Approach Featuring
the Internet" 3rd Ed. (ISBN 0-321-22735-2)
- Andrew Tanenbaum: "Computer Networks" 4th Ed. (ISBN 0-133-49945-6)
- Selected Journal Articles and Conference Papers
Voraussetzungen:
Grundlegende Kurse der ersten 4 Semester werden benötigt. Die Vorlesungen
in Kommunikationsnetze I und II werden empfohlen.
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