Effiziente Konzepte für die UMTS-Abwärtsstrecke

Die angestrebte allgegenwärtige Verfügbarkeit von multimedialen Diensten, wie z.B. hochauflösenden Videoübertragungen, erfordert hohe Datenraten auch für hochmobile Szenarien. Neben erweiterten Empfangskonzepten ermöglichen insbesondere Mehrantennensysteme Kapazitätssteigerungen bei gegebener, regulierter Systembandbreite durch die Nutzung der Ressource Raum.Mobile, batteriebetriebene Empfänger unterliegen gegenüber einer fest installierten Basisstation deutlichen Beschränkungen in Bezug auf die verfügbare Rechenleistung und die Anzahl der integrierbaren Antennen. Die Entwicklung leistungsfähiger und zugleich aufwandsgünstiger Empfangsverfahren stellt daher eine besondere Herausforderung dar. In dieser Arbeit werden geeignete Empfangsverfahren für den mobilen Empfänger im UMTS/HSPA-System diskutiert.Im WCDMA-System werden den Nutzern zueinander orthogonale Codes zugewiesen, so dass für spektral flache Kanäle prinzipiell eine perfekte Trennung der Nutzersignale am mobilen Empfänger möglich ist. Die Mobilfunkübertragung ist jedoch i.A. durch eine zeitvariante Mehrwegeausbreitung geprägt, infolgedessen die empfangsseitige Orthogonalität der sog. Codekanäle nicht mehr gegeben ist und eine teilweise erhebliche Beeinflussung der simultan betriebenen Codekanäle resultiert.Der Einsatz des klassischen Rake-Empfängers führt insbesondere bei hochratiger Multicode-Übertragung zu einer deutlichen Verringerung des erzielbaren Durchsatzes, so dass z.B. für HSDPA die Implementierung leistungsfähigerer Empfangsverfahren unumgänglich ist. In dieser Arbeit werden zwei Ansätze verfolgt: Entzerrung zur näherungsweisen Eliminierung des Kanaleinflusses (näherungsweise Wiederherstellung der Orthogonalität) und Matched-Filterung, wobei die Gesamt-Interferenz als farbige Rauschgröße interpretiert wird. Die betrachteten Verfahren werden anhand eines einheitlichen Systemmodells untersucht und klassifiziert sowie für realitätsnahe Arbeitspunkteinstellungen, d.h. mit Einbeziehung der Kanalcodierung, unter verschiedenen Ausbreitungsbedingungen verglichen und bewertet.