Zur Ressourcenvergabe in einem selbstorganisierenden zellularen OFDM Mobilfunksystem

In dieser Arbeit wurde das Potential einer selbstorganisierenden Ressourcenvergabe für auf der OFDM-Übertragungstechnik basierende zellulare Mobilfunksysteme analysiert und ein SO-RRM-Konzept für zukünftige 4G-Systeme vorgeschlagen. Die OFDM-Übertragungstechnik bildet aufgrund ihrer Effizienz und Robustheit gegenüber der Mehrwegeausbreitung realer Mobilfunkkanäle die übertragungstechnische Grundlage. Der Systemvorschlag basiert auf einer zellübergreifenden Synchronisation aller BS und MS in Zeit und Trägerfrequenz. In einem vollständig synchronisierten Funknetz entstehen zwar GKI, aber keine Nachbarkanalinterferenzen. Dadurch können die GKI zuverlässig gemessen und als Entscheidungskriterium für die selbstorganisierende Ressourcenauswahl ausgewertet werden. Im vorgeschlagenen SO-RRM-System wählen die BS die für die Versorgung der MS benötigten Ressourcen autonom aus. Die Auswahl basiert auf den in DL und UL durchgeführten Messungen der Nutzsignalleistungen und der GKI. Hieraus werden die ressourcenspezifischen SINRs berechnet. Anschließend werden die Ressourcen mit den höchsten SINRs ausgewählt. Durch Anwendung einer Linkadaptionstechnik wird die Menge der ausgewählten Ressourcen an die Kanalzustände und an die Intensität der gemessenen GKI angepasst. Die MS unterstützen den Auswahlprozess, indem sie eine Vorschlagsliste mit den im DL gemessenen GKI an die BS übermitteln. Die BS können die Ressourcenauswahl gemeinsam für DL und UL durchführen, indem sie ihre eigenen Ranglisten mit den Vorschlägen der MS verschmelzen. Alternativ kann die Ressourcenauswahl in DL und UL getrennt erfolgen. Eine Selbstorganisation bietet die maximale Flexibilität beim Einsatz der knappen Funkressourcen. In einem SO-RRM-System hat jede BS Zugriff auf die gesamte Systembandbreite. Ressourcen können immer dort ausgewählt werden, wo sie gerade benötigt werden. Hierdurch lassen sich asymmetrische Benutzeraufkommen wie z. B. Hot Spots höchst effizient versorgen. Zudem entfällt im Vergleich zu herkömmlichen Mobilfunksystemen der 2. und 3. Generation die Notwendigkeit einer statischen Vorausplanung des Ressourcenbedarfs und der von den Funkzellen belegten Frequenzbänder. SO-RRM bei konstanten Datenraten Zunächst wurde in Kapitel 7 die Bereitstellung konstanter Datenraten in UL und DL untersucht. In System-Level-Simulationen wurde gezeigt, dass die in dieser Arbeit vorgeschlagenen Auswahlalgorithmen zu einem stabilen Netzbetrieb führen. Das SO-RRM-System wurde gegen ein Referenzsystem mit SRV verglichen. Bereits bei gleichmäßiger Verteilung der Benutzer im Versorgungsgebiet wurde mit SO-RRM eine höhere Effizienz erzielt. Seine eigentliche Stärke zeigte das SO-RRM-System im Hot-Spot-Szenario. Während in einem SRV-System keinerlei Anpassungen an Änderungen des Benutzeraufkommens möglich sind, können sich SO-RRM-Systeme flexibel an das tatsächliche momentane Verkehrsaufkommen adaptieren. Hierdurch steigt die Effizienz des SO-RRM-Systems in asymmetrischen Vekehrsszenarien wie Hot Spots im Vergleich zu herkömmlichen SRVbasierten Konzepten beträchtlich an. Zur Bereitstellung konstanter Datenraten wurden sowohl eine gemeinsame als auch eine getrennte Ressourcenauswahl für DL und UL analysiert. Die besseren Ergebnisse wurden zunächst bei gemeinsamer Auswahl der Ressourcen für DL und UL erzielt. Eine getrennte Ressourcenauswahl ist dennoch sinnvoll, wenn in DL und UL unterschiedliche Datenraten benötigt werden. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine Überdeckung des Ressourcenbedarfs das Systemverhalten bei getrennter Auswahl verbessert werden kann. Mit dem Ressourcenüberschuss können robustere PHY Modi angewendet werden. Dadurch