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Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
Projektthema:g
Wideband Code Division Multiple Access
W-CDMA
W-CDMA
Bearbeiter: Ralf Sandmann
Jürgen Lampe
Marco Meck
Bernd Steinmeier
Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
CDMA ist einen Spread Spectrum Technologie, das heißt alle Teilnehmer versenden das vergleichsweise
schmalbandige Funksignal gleichzeitig in einem breiten Frequenzspektrum. Das gegebene Frequenzspektrum des
Datensignals eines Benutzers wird mit Hilfe eines pseudo-zufälligen Codes (Pseudo Random Noise Code) gespreizt. Das bedeutet das die Bitrate des PN-Codes um
einen Spreizungsfaktor höher ist als die Bitrate des Datensignals.
W-CDMA
Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
Technisches Prinzip der CDMA-Übertragungstechnik
W-CDMA
Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
Entwickelt von der Firma Qualcomm
für die amerikanischen Streitkräfte a
Seit dem ist dies ein bevorzugtes Verfahren für den digitalen Mobilfunk wie folgende Beispiele zeigen:
a
UMTS Mobilfunkstandard der dritten Generation
Start 2001 in Japan und ca. 2002 in Europa
IS 95
Mobilfunkstandard in Nordamerika
W-CDMA
Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
Versionen des CDMA-VerfahrensgDirekt Sequenz (DS)-CDMA moduliert zunächst das Basisband mit dem Träger. Das erhaltene Signal wird
anschließend in einer Multiplexmodulation mit der Spreizsequenz moduliert.
Bei Multicarrier (MC)-CDMA wird zunächst der Daten-strom entsprechend der Trägeranzahl N auf diese
demultiplext. Je Trägerfrequenz schließt sich eine QPSK-Modulation an. Da jeder Nutzer mehrere logische Kanäle
auf einem Träger belegt und mehrer Nutzer auf einem Kanal senden, wird mit einem Walsh-Code gespreizt.
W-CDMA
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Vorteile:e
Variable Datenrate durch variable Spreizung
leicht an den notwendigen Bedarf anzupassen
Hohe Netzkapazität und Reichweite bei optimaler Einstellung der Parameter (z.B. Fast Power Control)
Einfacher Verbindungsaufbau, keine Suche nach freien Frequenzen und Zeitschlitzen, lediglich Codes müssen
verwaltet und zugeteilt werden
Keine Frequenzpläne ermöglicht Soft Handover und Reusefaktor = 1
W-CDMA
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Nachteile:h
Addition der Rauschanteile mit jedem neu dazukommenden Teilnehmer Nutzsignal lässt sich nicht
mehr vom Rauschen unterscheiden bei zu vielen Teilnehmern
Fast Power Control erforderlich Signale müssen annähernd mit gleicher Sendeleistung an der Basisstation
ankommen
Soft Handover verschwenden Systemressourcen durch gleichzeitige Benutzung zweier Basisstationen.
W-CDMA
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Schwerpunkt des Projektesg
Erweiterung der bestehenden CDMA Simulation unter WinSimu von 8 auf 16 Kanäle
Einarbeitung in die verschiedenen Codiermöglichkeiten wie Gold- und Walshcodes sowie Pseudozufallscodefolgen
TDMA-Simulation mit 4 Kanälen
Vergleich von CDMA mit TDMA wie es derzeit in bestehenden GSM-Mobilfunknetzen eingesetzt wird
W-CDMA
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Blockschaltbild W-CDMA mit 16 Kanälen
W-CDMA
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WalshcodeSignal Walsh Function Code
0000 0 1111111111111111
1000 1 1111111100000000
0100 2 1111000011110000
1100 3 1111000000001111
0010 4 1100110011001100
1010 5 1100110000110011
0110 6 1100001111000011
1110 7 1100001100111100
0001 8 1010101010101010
1001 9 1010101001010101
0101 10 1010010110100101
1101 11 1010010101011010
0011 12 1001100110011001
1011 13 1001100101100110
0111 14 1001011010010110
1111 15 1001011001101001
W-CDMA
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Ergebnisse:g
Theoretisch waren schnell die nötigen Grundlagen geschaffen worden um die bestehende Simulation zu
erweitern. Allerdings stießen wir immer wieder auf Grenzen des Simulationsprogramms WinSimu, die es nicht zuließen ohne Abänderung der Software den Versuch zu fahren. Die technischen Anforderungen, dass die Walsh-Code-Frequenz
groß gegenüber der NF und die Trägerfrequenz groß gegenüber der Walsh-Code-Frequenz zu sein hat, ließen sich
nicht in das Programm einarbeiten.
W-CDMA
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Folgerung!
Realisierung der vorhandenen 8 Kanal CDMA-Simulation und Vergleich der Ergebnisse dieses Versuchs mit einer von uns aufgebauten TDMA-
Simulation.
W-CDMA
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Blockschaltbild W-CDMA mit 8 Kanälen
W-CDMA
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Technisches Prinzip der TDMA-Übertragungstechnik
W-CDMA
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Blockschaltbild TDMA mit 4 Kanälen
W-CDMA
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Vergleich Beide Verfahren finden Anwendung in der modernen
Telekommunikation
Für den Mobilfunk gesprochen, überwiegen die Vorteile für das CDMA-Verfahren (höhere Flexibilität in der
Kapazität, Störunempfindlicher usw.)
Das in der Praxis bewährte TDMA-Verfahren verschwindet nicht, vielmehr baut UMTS darauf auf!
Perspektiven sind schwierig: Es ist zu erwarten, das in Zukunft Handys nicht nur Dualbandfähig sondern auch
verschiedene Übertragungstechniken beherrschen müssen
W-CDMA
Freitag 12.11.1999 Projektwoche WS 99/00
Danke für ihre Aufmerksamkeitj
und eine schönes Wochenendej
wünscht ihnen j
das Projektteam 3
W-CDMA
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