Analyse und Entwurf digitaler Mobilfunksysteme

Eine wichtige Voraussetzung zum Erzielen von Wirtschaftswachstum ist die Existenz von leistungsfähigen Kommunikationssystemen, die den weltweiten Austausch von Information gestatten. Information ist im Sinne der Nachrichtentechnik die Beseitigung einer vorher bestehenden Ungewißheit [Boc76, S. 29ff.]. Derzeit ist man bestrebt, bestehende Kommunikationssysteme auszubauen und neue Kommunikationssysteme zu errichten, die den gewünschten globalen Austausch von Information verbessern. Die Verfügbarkeit solcher Kommunikationssysteme hat erheblichen Einfluß auf die soziale Entwicklung. Unsere Gesellschaft befindet sich deshalb auf dem nicht mehr umkehrbaren Weg von der Industriegesellschaft zur Informationsgesellschaft. Als wichtige Errungenschaften der Informationsgesellschaft gelten das Sichern und Schaffen von Arbeitsplätzen, vor allem in der Telekommunikationsbranche, in der Medienbranche und in der Computerbranche. Unter anderem wird erwartet, daß ab dem Jahr 2000 weltweit jährlich etwa 1,5 Billionen DM mit leistungsfähigen Kommunikationssystemen umgesetzt werden.

Im vorliegenden Kapitel werden wichtige Grundlagen der digitalen Mobilkommunikation diskutiert. Abschnitt 2.2 bringt Anforderungen und Architekturprinzipien. In Abschnitt 2.3 wird die Spektrumeffizienz als wichtiges Bewertungsmaß eingeführt. Der Entwurf eines DZM ist Gegenstand des Abschnitts 2.4.

Im vorliegenden Kapitel wird der Mobilfunkkanal betrachtet [Par92]. Zunächst wird in Abschnitt 3.2 die Interferenzproblematik erläutert. Das Entstehen von Intersymbolinterferenz und Vielfachzugriffsinterferenz wird anschaulich beschrieben.

Im vorliegenden Kapitel werden Konzepte zur Mobilfunkübertragung erörtert. Zum Erreichen einer hohen Spektrumeffizienz 77 ist das Ausnutzen von Diver-sität [SBS66] erforderlich. Deshalb wird zunächst Diversität betrachtet. Abschnitt 4.2.1 erläutert das Prinzip der Diversität. Die verschiedenen Arten von Diversität werden in Abschnitt 4.2.2 klassifiziert [KSS96].

In diesem Kapitel werden Prinzipien der Kanalschätzung und der Datendetektion behandelt. Abschnitt 5.2.1 erläutert zunächst das Ziel der Kanalschätzung. Abschnitt 5.2.2 bringt die prinzipielle Struktur des Kanalschätzers. Wichtige Algorithmen zur Kanalschätzung werden in Abschnitt 5.2.3 erklärt.

Im vorliegenden Kapitel werden zwei Beispiele betrachtet, nämlich GSM und JD-CDMA. In Abschnitt 6.2 wird zunächst ein kurzer Überblick über wichtige Hintergründe zu GSM gegeben [Hau94, MoP92]. Abschnitt 6.2.1 enthält einen kurzen Abriß der Entstehung von GSM. Abschnitt 6.2.2 veranschaulicht die Architektur von GSM, die in der Phase 1 von GSM realisiert ist [Bos91]. Wegen der Fülle an Lehrbüchern, die GSM bereits behandeln, werden im vorliegenden Buch keine detaillierten Angaben zur Realisierung der Luftschnittstelle von GSM gemacht. Statt dessen wird der Leser auf [DaB96, S. 305–369] und [Ste92, S. 677–765] verwiesen.