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Vorwort
6
Inhaltsverzeichnis
10
1 Mobilität als Herausforderung
14
1.1 Was ist Mobile Computing?
14
1.1.1 Allgegenwärtiges und durchdringendes Computing
15
1.1.2 Tragbares Computing
16
1.1.3 Umherziehendes Computing
17
1.1.4 Mobile Computing – eine Definition
18
1.2 Die nähere Zukunft
19
1.2.1 Endgeräte
19
1.2.1.1 Laptops und Notebooks
20
1.2.1.2 Handhelds, PDAs und Organizer
20
1.2.1.3 Smartphones
21
1.2.1.4 Sensoren und Embedded Systems
21
1.2.2 Netzwerke und Infrastrukturen
23
1.2.3 Applikationen
24
Teil I Grundlagen
26
2 Grundlagen der drahtlosen Kommunikation
28
2.1 Das ISO/OSI-Modell
28
2.2 Wie kommen die Bits in den”Äther“?
30
2.2.1 Signale und ihre Modulation
30
2.2.2 Analoge Modulation
31
2.2.2.1 Amplitudenmodulation
32
2.2.2.2 Frequenz- und Phasenmodulation
33
2.2.3 Digitale Modulation
34
2.2.4 Signalausbreitung
36
2.3 Medienzugriffsverfahren
37
2.3.1 FDMA: Frequency Division Multiple Access
40
2.3.2 SDMA: Space Division Multiple Access
41
2.3.3 TDMA: Time Division Multiple Access
43
2.3.4 CDMA: Code Division Multiple Access
44
2.3.5 Exkurs: Eine mathematische Betrachtung
51
3 Mobilfunknetze
58
3.1 Infrastrukturnetze
58
3.2 Global System for Mobile Communications
59
3.2.1 GSM-Dienste (Mobile Services)
60
3.2.1.1 Trägerdienste – Bearer Services
61
3.2.1.2 Teledienste – Telematic Services
62
3.2.2 Aufbau des GSM-Systems
63
3.2.3 Funksubsystem
64
3.2.3.1 Das Feststationensubsystem
65
3.2.3.2 Mobilfunkstationen
65
3.2.4 Vermittlungssubsystem
66
3.2.4.1 Mobile Services Switching Center (MSC)
67
3.2.4.2 Home Location Register (HLR)
68
3.2.4.3 Visitor Location Register (VLR)
68
3.2.5 Betriebs- und Wartungssubsystem
69
3.2.6 Details
69
3.2.6.1 Physische Kanäle
70
3.2.6.2 Logische Kanäle
70
3.2.6.3 Bursts
73
3.2.7 Sicherheit in GSM
74
3.3 SMS und mobile Applikationen
79
3.3.1 Analyse der Infrastruktur
81
3.3.2 Standardlösung
82
3.3.3 Erweiterungen
85
3.3.3.1 Die SIM-Kartenlösung über eine SAT-Applikation
86
3.3.3.2 Eine L¨osung mit PDA
86
3.4 Auf demWeg zur dritten Generation
88
3.4.1 HSCSD: High Speed Circuit Switched Data
89
3.4.2 GPRS: General Packet Radio Service
90
3.4.2.1 Architektur und Schnittstellen
91
3.4.2.2 Protokollstapel
93
3.5 Universal Mobile Telecommunications System
94
3.5.1 UMTS-Architektur
95
3.5.1.1 User Equipment
95
3.5.1.2 Infrastruktur-Bereich
96
3.5.1.3 Core Network
96
3.5.1.4 Access Network
98
3.5.1.5 Radio Network Subsystem
99
3.5.1.6 Node-B – das Herz der UMTS-Funkschnittstelle
100
3.5.2 Details
101
3.5.2.1 TDD: Time Division Duplex
103
3.5.2.2 FDD: Frequency Division Duplex
106
3.5.2.3 Macro Diversity
109
3.5.2.4 Handover
110
3.5.2.5 Zellatmung
110
3.6 Mehrwertdienste
111
3.6.1 VHE: Virtual Home Environment
111
3.6.1.1 VHE-Basisarchitektur
112
3.6.1.2 Customized Applications for Mobile Network Enhanced Logic
114
3.6.1.3 Mobile Station Application Execution Environment
115
3.6.1.4 Eigene Anwendungen auf der SIM
115
3.6.2 OSA: Open Service Access
116
4 Bluetooth – ein Ad-hoc-Netz
120
4.1 Ad-hoc-Netze
120
4.2 Bluetooth
121
4.2.1 Entwicklung
122
4.2.2 Technik und Architektur
122
4.2.2.1 Funkschnittstelle
123
4.2.2.2 Netztopologie
124
4.2.2.3 Verbindungsaufbau
124
4.2.2.4 Piconetze
126
4.2.2.5 Scatternetze
128
4.2.3 Sicherheit
130
4.2.4 Die Zukunft von Bluetooth
130
Teil II Mobile Computing
132
5 Das mobile Dilemma
134
6 Systemunterstützung
138
6.1 Das Verbindungsproblem
138
6.2 Coda-File-System
140
6.2.1 Cache-Management
141
6.2.2 Offline-Funktionalit¨at
143
6.2.3 Hoarding
145
6.2.4 Mobile Anforderungen
148
6.2.5 Log-Management
150
6.3 Experimente zur Cache-Realisierung
152
6.3.1 Caches im Arbeitsspeicher
152
6.3.1.1 Realisierung einer LRU-Strategie
153
6.3.1.2 Realisierung einer LOU-Strategie
157
6.3.2 Caches im Sekundärspeicher
163
6.3.3 Cache-Validierung
178
6.4 Ein mobiles Transaktionsmodell
180
6.4.1 Elementare Überlegungen
182
6.4.1.1 Daten manipulieren
182
6.4.1.2 Validieren
187
6.4.2 Mobile Aspekte
191
6.4.2.1 Mobile Clients
191
6.4.2.2 Verbindungsloser Betrieb
195
6.4.2.3 Reintegration
198
7 Architekturen
204
7.1 Das Client-Server-Modell
205
7.2 Agenten erleichtern die Ankopplung
209
7.3 Mehr Transparenz
214
8 Aufgaben
218
Literaturverzeichnis
232
Index
240
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