Java basierte GSM Handover Simulation von Mobilfunktelefonen

Inhaltsverzeichnis

Einleitung 3

1 Grundlagen der Funknetzplanung 6

1.1 Zellulare Netze 6

1.2 Zellularer Netzaufbau 6

1.3 Aufbau eines GSM Mobilfunksystems 8

1.4 Funknetzplanung 10

1.5 Handover 11

1.5.1 Handoverarten 12

1.5.2 Handoveralgorithmen 14

2 Softwarearchitektur 18

2.1 Programmablauf 19

2.2 Klassenentwurf 20

2.3 Kommunikationsmodelle 24

2.3.1 OSI-Schichten Modell 24

2.3.2 Client/ Server Modell 25

2.4 Multithreading 26

2.5 Kommunikation mit der Außenwelt 26

3 Softwareentwicklung 28

3.1 Entwicklungsumgebung 28

3.2 Entwicklungskonzepte und ihre konkrete Umsetzung 29

3.2.1 Entwurfsmuster 29

3.2.2 Schnittstellen und Aufbau der API 32

3.2.3 Konsistenz des Source Codes 32

3.3 Realisierung konkreter Programmteile 33

3.3.1 Generierung der Fahrzeugkoordinaten 33

3.3.2 Geodatische Transformationen 33

3.3.3 Cellrankingprozeß 34

3.3.4 HO Algorithmus 37

4 Beispiel für einen funkplanerischen Anwendungsprozeß 38

5 Testergebnisse 47

6 Weiterentwicklung des Tools 48

7 Zusammenfassung und Ausblick 49

Zielsetzung und Themen

Das Hauptziel dieser Diplomarbeit ist die Entwicklung der Software "MobileHOS", welche den Handover-Vorgang in einem GSM-Mobilfunknetz simuliert. Im Gegensatz zu bestehenden Implementierungen, die auf Meßfahrtprotokollen basieren, ermöglicht MobileHOS eine eigenständige Simulation auf beliebigen Teststrecken, um beispielsweise die Auswirkungen von geplanten Trassenänderungen im Netz zu analysieren.

• Simulation von Handover-Vorgängen in GSM-Netzen
• Verwendung objektorientierter Programmierung in Java
• Anbindung an Rasterdatenbanken und Netzwerkdatenbanken
• Grafische Animation und Tabellenausgabe der Simulationsergebnisse
• Optimierung von Datenbankabfragen für Echtzeit-Simulationen

Auszug aus dem Buch

Zusammenfassung der Kapitel

Einleitung: Einführung in die Entwicklung des Mobilfunks von den Anfängen bis zum GSM-Standard und Definition des Ziels der Arbeit, eine Software zur Handoversimulation zu erstellen.

1 Grundlagen der Funknetzplanung: Erläuterung der zellularen Netzstruktur, der GSM-Architektur sowie der verschiedenen Handover-Kriterien und Algorithmen.

2 Softwarearchitektur: Beschreibung des objektorientierten Designs der Software MobileHOS, inklusive der verwendeten Kommunikationsmodelle und des Klassenentwurfs.

3 Softwareentwicklung: Detaillierte Darstellung der konkreten Implementierung, inklusive Entwicklungsumgebung, Designmustern, Datenanbindung und der Logik des Handover-Algorithmus.

4 Beispiel für einen funkplanerischen Anwendungsprozeß: Praxisnahe Demonstration des Simulationsablaufs anhand eines konkreten geographischen Beispiels.

5 Testergebnisse: Bewertung der Software-Performance und Stabilität bei der Durchführung von Simulationen.

6 Weiterentwicklung des Tools: Zusammenfassung möglicher zukünftiger Verbesserungen und Erweiterungen für die Anwendung.

7 Zusammenfassung und Ausblick: Abschließende Betrachtung der Relevanz des Handovermanagements und des Ausblicks auf zukünftige Technologien wie UMTS.

Schlüsselwörter

Handover, GSM, Mobilfunknetz, Simulation, MobileHOS, Java, Objektorientierung, Funknetzplanung, Cellranking, Datenbankanbindung, Echtzeit-Simulation, Signalqualität, Basisstation, Mobilfunkgerät, Netzplanung

Häufig gestellte Fragen

Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?

Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer Java-basierten Software zur Simulation von Handover-Vorgängen in GSM-Mobilfunknetzen, um die Netzplanung bei Trassenänderungen zu unterstützen.

Was sind die zentralen Themenfelder?

Die zentralen Themen umfassen die Grundlagen der Funknetzplanung, die Architektur von GSM-Systemen, die mathematischen und logischen Modelle für Handover-Entscheidungen sowie objektorientierte Softwareentwicklung.

Was ist das primäre Ziel der Arbeit?

Das Ziel ist die Erstellung des Tools "MobileHOS", welches ohne auf existierende Meßfahrtprotokolle angewiesen zu sein, Handoversimulationen auf beliebigen Strecken ermöglicht.

Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?

Die Arbeit nutzt den Entwurf und die Implementierung einer objektorientierten Softwarearchitektur sowie die algorithmische Umsetzung von Handover-Entscheidungslogiken basierend auf Feldstärkendaten.

Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?

Der Hauptteil behandelt die Softwarearchitektur, die Implementierung der einzelnen Klassen und Algorithmen sowie einen beispielhaften Anwendungsprozess inklusive der Testresultate.

Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?

Wichtige Begriffe sind Handover, GSM, Simulation, MobileHOS, Java, Funknetzplanung und Cellranking.

Welche Rolle spielt die Sprache Java in diesem Projekt?

Java dient als plattformunabhängige Implementierungssprache, die mittels moderner Entwurfsmuster wie MVC und Factory eine modulare und wartbare Softwarestruktur ermöglicht.

Warum ist der Cellrankingprozeß für die Software so bedeutend?

Er ist der rechenintensivste Teil der Software, da er in Echtzeit basierend auf geographischen Rasterdaten entscheiden muss, welche Zelle am besten für ein Handover geeignet ist.