Freitag 12.11.1999Projektwoche WS 99/00 Projektthema: g Wideband Code Division Multiple Access...

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


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


Technisches Prinzip der CDMA-Übertragungstechnik

W-CDMA


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


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


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


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


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


Blockschaltbild W-CDMA mit 16 Kanälen

W-CDMA


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


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


Folgerung!

Realisierung der vorhandenen 8 Kanal CDMA-Simulation und Vergleich der Ergebnisse dieses Versuchs mit einer von uns aufgebauten TDMA-

Simulation.

W-CDMA


Blockschaltbild W-CDMA mit 8 Kanälen

W-CDMA


Technisches Prinzip der TDMA-Übertragungstechnik

W-CDMA


Blockschaltbild TDMA mit 4 Kanälen

W-CDMA


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


Danke für ihre Aufmerksamkeitj

und eine schönes Wochenendej

wünscht ihnen j

das Projektteam 3

W-CDMA

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