UMTS-Ein Standard für Mobilfunksysteme der dritten Generation Seminarvortrag von : Jerbi, Belhassen Betreuerin : Hallman, Elke

Gliederung : Entwicklung von UMTS Vielfachzugriffsverfahren -FDMA -TDMA -CDMA Systemvorschläge fürs UMTS -Wideband-CDMA -TD-CDMA Zusammenfassung

Entwicklung von Mobilfunknutzern

Vorhersage der Marktentwicklung Jahr 2005 : 110 Billion $

GSM-Marktanteil

Universal: Massenmarkt Vielfach-Zugangsmöglichkeiten global Mobil:Terminal Mobilität Persönliche Mobilität Dienste Mobilität Telekommunikation:Schmal & Breitband : Sprache, Daten Bilder, Videos Multimediale Anwendungen System:Auswhal von Diensten & Flexibilität innovative & interaktive Dienste benutzerfreundliche & einfach Bedienung

Zielsetzungen vom UMTS : UMTS ist der europeische Vorschlag (ETSI) für ein System der dritten Generation -IMT 2000 Familie-, laut Richtlinien der ITU. Hohe Flexibilität, um Kombination & Anpassung an den anderen Systeme zu ermöglichen. Dynamische Anpassung an der Förderungen der Teilnehmer (Qualität, Erreichbarkeit, Grösse des Endgerätes) Jeder Benutzer benötigt nur eine Rufnummer, unabhängig vom Aufenthaltsort. Bedeckung unterstützt durch verschiedenen Strukturen: - Satelliten-Zellen - Makrozellen - Microzellen - Picozellen

Vielfachzugriffsverfahren Methoden, um mehrere Nutzern den Zugriff auf einem begrenztem Fre- quenzraum zu ermöglichen. Dieses findet in der 2 & 3 Schicht des osi/iso Modell (Sicherungs-bzw Vermittlungsschicht d.h Datalink & Networklayer. Die liegen fest,wie der physikalische Übertragungskanal in Unterkanälen für die Teilnehmer aufgeteilt wird. Regelierung des Zugriffs durch den MAC-Protokoll.

FDMA Bamdbreite wird in frequenzportionen unterteilt. Die Teilnehmer nutzen den Übertragungskanal im requenzmultiplexing (C-Netz). Vorteile: - Robuster Verfahren wegen Frequenz- entkopplung. - Schmalbandig = kleine Übertragungsrate, kleinene Abtastrate, also wenig ISIs Nachteile: -Verliere Bandbreite wegen Filterflanken - Fadingeffekte (langsames und schnelles Fading). - Kontinuirlischer Sendevorgang = Klickgeräusche beim Handover

TDMA Zeit Frequenz Code Zuteilung des Kanals in Zeitschlitzen (Timeslots), und deren Zuweisung an den Teilnehmern. Jeder Tln hat die gesamte Bandbreite zur Verfügung, darf aber nur zu bestimmten Zeitpunkten senden. Vorteile: - Große Bandbreite und Übertragungsrate -Große Diversity Möglichkeiten (Frequency-diver.) Nachteile: -Großer Verarbeitungsaufwand. - Schwierige Synchronisation - Durch die Schutzzeiten (Guard space), wird die Effizienz des Systems beeinträchtigt. Um diese Probleme zu lösen, verwendet man hybride Verfahren : z.B FDMA/TDMA.

CDMA Zeit Frequenz Code Alle Nutzer verwenden den gleichen Frequenzspektrum zur selben Zeit, sind aber im Empfang durch die Codier- ung des Sendesignals wieder trennbar. Vorteile: - Hohen Reusefactor~1, d.h man kann dieselbe Frequenz für benachbarte Zellen verwenden. - Kein systematische Nachbarstörungen (theoretisch), d.h keine Überlappung der Spektren - Sehr hohe Flexibilität durch die Struktur + große Bandbreite, also mehr Diversitymöglichkeiten. - Keine erforderliche Synchronisation des Kanal - Soft Handover Nachteil: Senderentkoppelte Signale verlieren die Entkopplung wegen der Frequenzselektivität und Zeit- abhängigkeit des Kanals. Folglich benötigt man komplizierte Decodieralgorithmen (IUIs).

Nutzer 1 Nutzer 2 Beispiel einer Codierung Walsch Funktionen

DS-CDMA: Datenfolge wird direkt mit einer Spreizsequenz multipliziert & danach modeliert.

FH-CDMA: Spreizung des Datensignals durch Frequenzspringen. Hier wird die Trägerfrequenz in abhängigkeit einer pn-Folge variert.

Interferenzeliminierung Interference Cancellation: Successive Schätzung und Eliminierung des stärksten detektierten Störsignals. Dies setzt den Kenntnis aller Codes der Zelle und des Kanal- impulantwortes (Trainingssequencen) im voraus. Joint detektion: Gemeinsame Detektion der gesamten Teilnehmersignale, anschliesend eine ML-Entscheidung über den Datenvektor.

Systemvorsschläge fürs UMTS Aus fünf vorliegenden Vorschlägen, hat sich die SMG (Special Mobile Group) für zwei Einträger Vielfachzugriffsverfahren als Lösung des UTRA: W.TD-CDMA & W-DS.CDMA

Technische Daten Vom WB-TDMA/CDMA

Vergleich mit GSM

Strukture der Slots

Zusammenfassung Warum & wozu UMTS : a system for everybody, anytime, anywhere Vielfachzugriffsverfahren Welche sind fürs UMTS ausgewählt worden.