Java basierte GSM Handover Simulation von Mobilfunktelefonen

In den letzten Jahren hat sich der Markt für mobile Kommunikation und Telekommunikation
zu einem der erfolgreichsten Zukunfts- und Wachstumsbranchen
entwickelt. Und dies, obwohl vor allem die Verbreitung des Mobilfunks weltweit
noch am Anfang einer sich beschleunigerenden Entwicklung steht.
Im Jahre 1926 begann der öffentliche Mobilfunk in Deutschland mit durchschnittlich
10 Telefonaten pro Tag auf der Reisezugstrecke von Hamburg nach Berlin.
Das darauf folgende A-Netz wurde dann im Jahr 1952 eingeführt. Seine maximale
Teilnehmerzahl betrug ca. 13.000 Gespräche, die aber von Hand vermittelt
werden mußten. Erst im Jahr 1972, durch die Einführung des B/B2 Netzes, wurde
eine automatische Vermittlung möglich. Ferner wurde eine grenzüberschreitende
Kommunikation mit einer Kapazität von bis zu 27.000 mobilen Teilnehmern verwirklicht.
Zu dieser Zeit war jedoch das Weiterreichen von Gesprächen von einer
Funkzelle zur nächsten, dem sog. Handover, noch nicht möglich. Falls sich also
der Teilnehmer über die Reichweite der Funkzelle hinaus bewegte, brach das Gespräch einfach ab.
Mit der Eröffnung des zellularen analogen C-Netzes im Jahr 1986 wurde die maximale
Teilnehmerzahl auf 80.000 erhöht. In diesem Stadium des Mobilfunks wurden
Leistungsmerkmale wie bessere Sprachqualität, Sprachverschleierung, Handover
sowie diverse Zusatzdienste umgesetzt. In anderen europäischen Ländern
wurden dann auch Anfang der achtziger Jahre analoge Mobilfunksysteme ähnlich
dem C-Netz, eingeführt. Obwohl die Dienste der einzelnen Systeme erfolgreich
waren, war eine grenzüberschreitende Kommunikation aufgrund der verschiedenen
Standards der Systeme nicht möglich.
Erst als der technische Fortschritt in der digitalen Signalverbreitung weiter vorangeschritten
war und der Wunsch länderübergreifend telefonieren zu können immer
stärker wurde, gründete sich im Jahr 1982 die Groupe Special Mobile kurz
GSM. Heute steht für diese Abkürzung jedoch Global System for Mobile Communication.
Die GSM-Arbeitsgruppe befaßte sich mit der Aufgabe, ein europaweites
einheitlich standardisiertes, digitales System zu entwickeln. Durch die Liberalisierung
des europäischen Mobilfunkmarktes und der sich daraus ergebenden
Aufhebung des Monopols auf die Übertragung von Telefongespra¨chen stieg die Teilnehmerzahl in Westeuropa rasant an. [...]

Inhaltsverzeichnis

• Einleitung
• 1 Grundlagen der Funknetzplanung
  • 1.1 Zellulare Netze
  • 1.2 Zellularer Netzaufbau
  • 1.3 Aufbau eines GSM Mobilfunksystems
  • 1.4 Funknetzplanung
  • 1.5 Handover
    • 1.5.1 Handoverarten
    • 1.5.2 Handoveralgorithmen
• 2 Softwarearchitektur
  • 2.1 Programmablauf
  • 2.2 Klassenentwurf
  • 2.3 Kommunikationsmodelle
    • 2.3.1 OSI-Schichten Modell
    • 2.3.2 Client/Server Modell
  • 2.4 Multithreading
  • 2.5 Kommunikation mit der Außenwelt
• 3 Softwareentwicklung
  • 3.1 Entwicklungsumgebung
  • 3.2 Entwicklungskonzepte und ihre konkrete Umsetzung
    • 3.2.1 Entwurfsmuster
    • 3.2.2 Schnittstellen und Aufbau der API
    • 3.2.3 Konsistenz des Source Codes
  • 3.3 Realisierung konkreter Programmteile
    • 3.3.1 Generierung der Fahrzeugkoordinaten
    • 3.3.2 Geodätische Transformationen
    • 3.3.3 Cellrankingprozeß
    • 3.3.4 HO Algorithmus
• 4 Beispiel für einen funkplanerischen Anwendungsprozeß
• 5 Testergebnisse
• 6 Weiterentwicklung des Tools
• 7 Zusammenfassung und Ausblick

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit zielt darauf ab, eine Software namens MobileHOS zu entwickeln, die den Handover-Vorgang in GSM-Mobilfunknetzen simuliert, ohne auf Messfahrtprotokolle zurückzugreifen. Das Programm ermöglicht es, Simulationen auf beliebigen Teststrecken durchzuführen und apriori Aussagen über die Anpassung des Netzes an veränderte Situationen zu treffen.

• Simulation des Handover-Vorgangs in GSM-Mobilfunknetzen
• Entwicklung einer Software namens MobileHOS
• Anpassung des Netzes an veränderte Situationen
• Einsatz auf beliebigen Teststrecken
• Entwicklung in der Programmiersprache Java

Zusammenfassung der Kapitel

• Einleitung: Die Einleitung gibt einen Überblick über die Entwicklung des Mobilfunks und die Bedeutung von Netzplanung. Sie beschreibt die Herausforderungen und die Bedeutung des Handover-Prozesses.
• 1 Grundlagen der Funknetzplanung: Dieses Kapitel befasst sich mit den Grundlagen der Funknetzplanung, insbesondere mit zellularen Netzen, dem Aufbau von GSM-Mobilfunksystemen und den verschiedenen Handover-Arten und -Algorithmen.
• 2 Softwarearchitektur: Kapitel 2 beschreibt die Softwarearchitektur von MobileHOS. Es werden Themen wie der Programmablauf, der Klassenentwurf, Kommunikationsmodelle, Multithreading und die Kommunikation mit der Außenwelt behandelt.
• 3 Softwareentwicklung: In diesem Kapitel wird die Entwicklungsumgebung vorgestellt und es werden die Entwicklungskonzepte und ihre konkrete Umsetzung in der Software beschrieben. Außerdem werden die Realisierung einzelner Programmteile behandelt.
• 4 Beispiel für einen funkplanerischen Anwendungsprozeß: Dieses Kapitel stellt ein Beispiel für einen funkplanerischen Anwendungsprozess mit MobileHOS vor.
• 5 Testergebnisse: Kapitel 5 präsentiert die Testergebnisse der Software MobileHOS.
• 6 Weiterentwicklung des Tools: Dieses Kapitel diskutiert Möglichkeiten zur Weiterentwicklung des Tools MobileHOS.

Schlüsselwörter

GSM-Mobilfunknetze, Handover-Prozess, Netzplanung, Simulation, MobileHOS, Java-Programmierung, Softwareentwicklung, funkplanerischer Anwendungsprozess.

Details

• Hochschule: Hochschule München (Geowissenschaften)
• Note: 1.0
• Autor: Ludwig Danz (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2001
• Seiten: 73
• Katalognummer: V21800
• ISBN (eBook): 9783638253277
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Java Handover Simulation Mobilfunktelefonen