Empfänger-Strukturen für die UMTS-Abwärtsstrecke

Ähnliche Dokumente
Entscheidungshilfe zur Auswahl Schlanker Produktionssysteme für die Montage von Werkzeugmaschinen

Markus Andre Eisen Optimierte Parameterfindung und prozessorientiertes Qualitätsmanagement für das Selective Laser Melting Verfahren

Berichte aus der Produktionstechnik

Hegel und der Gottesbeweis im Proslogion Anselms von Canterbury

ENTWICKLUNG UND CHARAKTERISIERUNG STRUKTURIERENDER LASERVERFAHREN FÜR DIE HERSTELLUNG KRISTALLINER SILIZIUM - SOLARZELLEN

Extrudierte feste Dispersionen zur Verbesserung der Lösungsgeschwindigkeit und Bioverfügbarkeit

Universitätsprofessor Dr. rer. nat. habil. Karl-Ernst Biebler und Dr. rer. nat. Bernd Jäger

Analyse und Verbesserung des Ansaugverhaltens von Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise

Hydraulische Antriebstechnik in mobilen Arbeitsmaschinen

Thema: Strategische Unternehmensplanung in einer Data Warehouse-Umgebung unterstützt durch ein Wissensmanagementsystem.

Risikomanagement im Mittelstand 2010: Eine empirische Studie zum aktuellen Stand des Risikomanagements mittelständischer Unternehmen in Ostwestfalen

Logistikgerechte Produktentwicklung

Von der Fakultät für Naturwissenschaften. der Universität Duisburg-Essen (Standort Duisburg) zur Erlangung des akademischen Grades eines

Qualitätsmanagement in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU)

Beitrag zur konstruktiven Gestaltung hochbelastbarer Strukturknoten aus Faser-Thermoplast-Verbunden

Die Entwicklung des Schuldverhältnisses zur Quelle von Leistungs- und Schutzansprüchen

Otto Bruhns. Aufgabensammlung Technische Mechanik 1. Statik für Bauingenieure und Maschinenbauer

Einfluss äußerer Lasten auf das Stabilitätsverhalten von Gleitlagerungen eines PKW-Abgasturboladers

Beitrag zur Untersuchung von passiven planaren Hochgeschwindigkeitsmagnetlagern für die Anwendung in der Mikrosystemtechnik

Arzneimittel für seltene Leiden ("Orphan Drugs") im EG- und US-Recht

Advanced Receiver Structures for Vehicular Communications

TECHNIK WISSENSCHAFTLICHEN ARBEITENS. Stefan Bauernschmidt Jens Stegmaier RECHERCHIEREN FORMGESTALTUNG PRÄSENTIEREN

Individualisierte Kalibrierung in einem SSVEP-basierten Brain-Computer Interface. Thorsten Lüth

Design von Aluminium-Lithium Legierungen für das Thixoforming

Verbunde aus Hochtemperaturthermoplasten und Kupfer für flexible Schaltungsträger

EQUITY CARVE OUT ALS DESINVESTITIONSINSTRUMENT ZUR STEIGERUNG DES UNTERNEHMENSWERTES

Analyse und Vergleich der Online-Patienteninformationen der Universitätskliniken Deutschlands

Machtmissbrauch in Kirche, Wissenschaft, Politik und Medien Engagement gegen Fehlentwicklungen und Reformvorschläge

Stolpersteine Das Gedächtnis einer Straße

Andrea Stuck und Bernhard Wolf. Kindertagesstätten in Rheinland-Pfalz. Empirische Ergebnisse aus der Sicht von Eltern und Erzieherinnen

Gewichtsentwicklung in der Schwangerschaft

Die Zwangsvollstreckung in die Domain Zur Pfändbarkeit und Verwertung von Domain-Namen im Internet

Entwurf zur Prozessanalyse biotechnologischer Produktionen

Das australische Bankensystem

Maßgeschneiderte thermische Spritzschichten im System Al 2 O 3 -TiO 2 -Cr 2 O 3 unter besonderer Berücksichtigung der elektrischen Eigenschaften

Entwicklung und Untersuchung eines Konzepts zur interaktiven Erhebung von Arbeitsprozessen

Xia Lu Grimms Märchen in China

EU-Recht in Verwaltung und Wirtschaft

Prozessbegleitete Projektarbeit als Weg zum Wissensmanagement und zur Lernenden Organisation

Bürgermedien und Karriere

Forschungsinitiative AGTIL Beiträge zur Stärkung der Veränderungsfähigkeit von Unternehmen

Erzeugung und Anwendungspotential von mit dem PLD-Verfahren hergestellten superharten amorphen Kohlenstoffschichten

Qualitätsmanagementsystem im Produktlebenszyklus

Datenaustausch in Geographischen Informationssystemen

Biometrie und Medizinische Informatik Greifswalder Seminarberichte

Stefan Kirn, Christian Anhalt, Christian Heine (Hrsg.)

Michael Schleeger Funktionsstudien der Cytochrom c Oxidase mit Hilfe von stationärer Differenz- und zeitaufgelöster FT-IR-Spektroskopie

Rainer Ambrosy / Franz Bosbach / Susanne Schulz (Hrsg.) Campusmanagement

Legislative Maßnahmen des UN-Sicherheitsrates im Kampf gegen den internationalen Terrorismus

Tragverhalten und statische Berechnung gemauerter Gewölbe bei großen Auflagerverschiebungen

Stephan Buse / Rajnish Tiwari (Hrsg.) Grundlagen Strategien Kundenakzeptanz Erfolgsfaktoren

Das Internet als Instrument der Unternehmenskommunikation unter besonderer Berücksichtigung der Investor Relations

Picking the winners - Dienstleistungsorientierte Bestandspflegeund Ansiedlungspolitik

Münstersche Schriften zur Kooperation

Sozialraumorientierung

Führungsstile im Vergleich. Kritische Betrachtung der Auswirkungen auf die Mitarbeitermotivation

Hamm, Vetter Kommunalwirtschaftliche Analysen als Instrument der Politikberatung

Chemie erfahren, verstehen, lehren

Dr. med. Maximilian v. Heine ( )

Sorption und Diffusion von Lösungsmitteln in glasartigen Polymeren

Virtueller Produktentwicklungsprozess für Elektromotoren

Symposium. Neue Medien und Schulentwicklung

Götz B. Thorwarth Herstellung und Eigenschaften amorpher Kohlenstoffschichten in der Plasma- Immersions-Ionenimplantation

Dritte Aalener KMU-Konferenz Innovation in KMU

Weltweites Arbeitsrecht

Innovationsdrehscheibe Bergisches Land - Innovationen erleben

Grundkurs Tibetisch 2R.-{. - Köttl Miriam

Auswirkungen des Pendelns auf das subjektive Wohlbefinden

Innovative Preismodelle für hybride Produkte

Entwicklung einer rechnergestützten Auswahl, Anpassung und Anwendung von Qualitätsmethoden

Zukunftsperspektiven des Qualitätsmanagements

Übungsaufgaben zur Messtechnik und Sensorik. G. Lebelt und F. Puente León

Qualitätsmanagement nachhaltig gestalten und umsetzen

Jahresband 2001/2002

Jürgen Hausen Lineare Algebra I

INAUGURAL - DISSERTATION

Wolf-Dieter Gess. Methodik und Implementierung der Balanced Scorecard in mittelständischen Unternehmen

Zweckgesellschaften und strukturierte Unternehmen im Konzernabschluss nach HGB und IFRS

Sportpädagogik als humanistische Herausforderung

Echtzeit-Multitasking

Analyse des kommunalen Zins- und Schuldenmanagements unter besonderer Berücksichtigung von Zinsderivaten

Auswirkungen von Bewirtschaftungsänderungen auf traditionell genutztes Grünland im Apuseni-Gebirge Rumäniens

Hubert Biskup Ralf Kneuper (Hrsg.) Nutzen und Nutzung von Vorgehensmodellen

Erosionsschutzschichten für Blisk-Verdichtertrommeln: Prozessentwicklung und Eigenschaften

Willi Nüßer (Hrsg.) Web Services und J2EE Chancen und Erfahrungen

Zum Verständnis von,pädagogischer Beziehung in verhaltenstherapeutischen Konzepten für autistische Kinder. von Tanja Feodorow

Haushaltsmittel als sachlicher Befristungsgrund nach dem Teilzeit- und Befristungsgesetz

Vivian Abena Ansuhenne 3 einfache Wege zu Deiner Gesundheit

Ausländische Direktinvestitionen im türkischen Bankensektor im Zeitraum von Januar 2003 bis März Eine empirische Analyse

EuroComGerm Die sieben Siebe: Germanische Sprachen lesen lernen

Makrem Kadachi. Kriterien für eine simulationskonforme Abbildung von Materialflusssystemen. Herbert Utz Verlag München

Widmung Meiner Frau Heike, meinen Kindern Maren und Jan für ihre Unterstützung, Geduld und Nachsicht

Fertigungsbedingte Bauteilverformungen beim Kleben dünnwandiger Stahlbauteile

Wenn man keine Tränen mehr zum Weinen hat...

Dr. Thomas Meier-Bickel Markenerweiterungen

Ein Handlungsansatz für die Betreuung von Schülerinnen und Schülern beim Übergang von der Grundschule auf die Hauptschule

Realitäts- und Fiktionsempfinden lernbeeinträchtigter Kinder und Jugendlicher bei Erzählungen in Abgrenzung zu nicht-narrativen Medien

Elektrotechnik CAD. Erfahrungen mit aktueller Technologie Zukunftsperspektiven

Bivalvia - Bivalves - Muscheln. Band 3

Yoga - die Kunst, Körper, Geist und Seele zu formen

Transkript:

Empfänger-Strukturen für die UMTS-Abwärtsstrecke Dissertation zur Erlangung des akademischen Grades Doktor der Ingenieurwissenschaften (Dr.-Ing.) vorgelegt dem Fachbereich 1 (Physik/Elektrotechnik) der Universität Bremen von Dipl.-Ing. Klaus Knoche Tag des öffentlichen Kolloquiums: 22. Januar 2009 Gutachter der Dissertation: Prof. Dr.-Ing. K.D. Kammeyer Prof. Dr. rer. nat. C. Görg Weitere Prüfer: Prof. Dr. phil. nat. D. Silber Prof. Dr.-Ing. W. Anheier UNIVERSITÄT BREMEN Delmenhorst, Juni 2009

Forschungsberichte aus dem Arbeitsbereich Nachrichtentechnik der Universität Bremen Band 18 Klaus Knoche Empfänger-Strukturen für die UMTS-Abwärtsstrecke D 46 (Diss. Universität Bremen) Shaker Verlag Aachen 2009

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Zugl.: Bremen, Univ., Diss., 2009 Copyright Shaker Verlag 2009 Alle Rechte, auch das des auszugsweisen Nachdruckes, der auszugsweisen oder vollständigen Wiedergabe, der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen und der Übersetzung, vorbehalten. Printed in Germany. ISBN 978-3-8322-8272-1 ISSN 1437-000X Shaker Verlag GmbH Postfach 101818 52018 Aachen Telefon: 02407 / 95 96-0 Telefax: 02407 / 95 96-9 Internet: www.shaker.de E-Mail: info@shaker.de

Vorwort Die vorliegende Arbeit entstand hauptsächlich während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Arbeitsbereich Nachrichtentechnik an der Universität Bremen. Meinen besten Dank richte ich an meinen Doktorvater Herrn Professor Karl- Dirk Kammeyer. Ich bedanke mich bei Herrn Professor Kammeyer für die Betreuung dieser Arbeit, seine Geduld und das in mich gesetzte Vertrauen sowie für die vielen wertvollen Hinweise und Anregungen. Frau Professor Carmelita Görg danke ich für die Übernahme des Zweitgutachtens. Den Herren Professor Dieter Silber und Professor Walter Anheier möchte ich für ihre Tätigkeit als Prüfer danken. Meinen Kollegen und Freunden Herrn Professor Andreas Frey, Herrn Dr. Stephan Fischer und Herrn Dr. Ansgar Scherb möchte ich für die wertvollen Anmerkungen bei der Durchsicht meines Manuskripts danken. Bei Herrn Dr. Jürgen Rinas möchte ich mich ganz besonders bedanken für die Durchsicht des Manuskripts sowie den vielen Diskussionen und für die Unterstützung. Herrn Harald Söhlke danke ich für die sehr notwendigen Korrekturen der deutschen Sprache. Bei Herrn Dipl.-Ing. Ronald Böhnke möchte ich mich sehr für die kritischen Anmerkungen zu meinem Vortrag bedanken. Des Weiteren möchte ich mich bei allen aktuellen und ehemaligen Mitgliedern des Arbeitsbereich Nachrichtentechnik bedanken. Es hat wirklich Spaß gemacht mit Euch. Auch möchte ich mich bei Herrn Dr. Martin Döttling sowie Herrn Dr. Markus Reinhardt für die vielen Diskussion bedanken, die mein allgemeines Verständnis über UMTS und die praktische Realisierung sehr erweitert haben. Meinen ganz besonderen Dank gilt meinen Eltern Herrn Dipl.-Ing. Dittmar Knoche und Irma Knoche sowie meinem Bruder Dipl.-Ing. Ralf Knoche für ihre ganz besondere Unterstützung, ohne die ich nicht soweit gekommen wäre. Delmenhorst im Juni 2009 Klaus Knoche

IV Vorwort

Inhaltsverzeichnis Vorwort III 1 Einleitung 1 2 Der UMTS-Standard 5 2.1 International Mobile Telecommunications - year 2000 (IMT- 2000) weltweiter Standard der 3. Generation........ 5 2.2 Die Geschichte des Universal Mobile Telecommunication System (UMTS)-Standards................... 8 2.3 Übersicht überdenstandard.................. 11 2.4 Die UMTS-Protokollarchitektur................. 15 3 Grundlagen des DS-CDMA-Verfahrens 27 3.1 Vielfachzugriffsverfahren... 28 3.2 CDMA-Varianten......................... 29 3.3 Direct Sequence - CDMA im FDD Downlink......... 31 3.4 Mobilfunkkanäle......................... 39 3.4.1 Statistische Beschreibung von Mobilfunkkanälen... 41 3.4.2 Simulation von Mobilfunkkanälen............ 44 3.4.3 Kanalmodelle....................... 45 3.5 Empfänger-Strukturen für kohärente CDMA-Verfahren.... 47 3.6 Zusammenfassung........................ 51 4 Verfahren zur Kanalschätzung mit dem DPCCH 53 4.1 Kanalschätzung mit konstanten oder linear veränderlichen Koeffizienten... 57 4.1.1 Single-Slot-Verfahren................... 57 4.1.2 Mittelwertbildung über 2 Pilotsequenzen........ 59 4.1.3 Weighted Multi Slot Averaging............. 61 4.1.4 LineareInterpolation... 63

VI Inhaltsverzeichnis 4.1.5 Entscheidungsrückkopplung mit linearer Regression. 65 4.1.6 Vergleich der Verfahren mit zwei Pilotsequenzen... 68 4.2 Kanalschätzung mit FIR-Filter-Design............. 71 4.2.1 Kanalschätzung mit si-interpolation.......... 71 4.2.2 Kanalschätzung mit FIR-Filterentwurf......... 74 4.2.3 Vergleich der Verfahren mit mehreren Pilotsequenzen 78 4.3 Zusammenfassung... 82 5 Verfahren zur MUI-Unterdrückung 85 5.1 Farbiges Rauschen und der G-Rake-Empfänger........ 87 5.1.1 Intracell-MUI als farbiges Rauschen.......... 87 5.1.2 Fingerwahl beim G-Rake-Empfänger.......... 94 5.2 Wiederherstellung der Orthogonalität mit T c /X-Entzerrern. 102 5.2.1 Tc-Entzerrer und Tc/2-Entzerrer............ 102 5.2.2 Reduzierter Tc-Entzerrer................ 110 5.3 Adaptive Algorithmen zur Berechnung der FIR-Filter Koeffizienten.............................. 118 5.3.1 Entzerrung mit dem LMS-Algorithmus......... 118 5.3.2 Lattice-Entzerrer..................... 124 5.3.3 Simulationsergebnisse.................. 131 5.4 Zusammenfassung...133 6 Zusammenfassung 135 A Zusätzliche Informationen 139 A.1 Verzögerungs-Leistungsspektren der verwendeten Kanäle... 139 A.2 Slotformate............................ 142 A.3 Auflistung der wichtigsten UMTS-Kanäle...143 A.3.1 Logische Kanäle..................... 143 A.3.2 Verkehrskanäle...................... 144 A.4 Vektor- und Matrixnotation................... 145 A.5 Beispiele für die Berechnung des G-Rake-Empfängers..... 145 A.5.1 Beispiel 1......................... 145 A.5.2 Beispiel 2......................... 147 A.5.3 Beispiel 3......................... 150 A.6 Weitere Simulationsergebnisse zur Kanalschätzung mit FIR- Filterentwurf........................... 152

Inhaltsverzeichnis VII Symbolverzeichnis 155 Abkürzungsverzeichnis 160 Literaturverzeichnis 166 Stichwortverzeichnis 173