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Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

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Insgesamt ergeben sich durch das CDMA-Verfahren eine Reihe von Vorteilen für die funktechnischen Übertragungen:
  • Das Funksignal kann mit einer reduzierten Leistung gesendet werden, weil die Empfänger systembedingt eine höhere Empfindlichkeit aufweisen. Dies bewirkt, dass die Funksignale schwerer zu orten sind.
  • Das Funksignal kann nur dann optimal decodiert werden, wenn die richtige Pulsfolge des Codes bekannt ist, womit ein kryptographisches Verfahren zum Schutz der übertragenen Daten im Gegensatz zu GSM entfallen kann.
  • Auch bei Störungen kann das gesendete Signal durch den Empfänger wiederhergestellt werden (Robustheit gegenüber Störungen). Künstliche Störungen des Signals durch Dritte ist nahezu unmöglich, da ein Störsender in der Regel nicht über eine ausreichende Sendeleistung verfügt, um das gesamte Frequenzspektrum zu überdecken und somit die Signalübertragung gänzlich zu verhindern.
Aufgrund dieser Eigenschaften ist es nicht verwunderlich, dass CDMA keine neue entwickelte Technik ist sondern bereits seit einigen Jahren für militärische Zwecke verwendet wird.

Ein Problem des CDMA-Standards ergibt sich aus der Tatsache, dass alle beim Empfänger einfallenden Signalfolgen auf ca. 1dB genau gleichstark vorliegen müssen, sonst unterdrückt das stärkere das schwächere Signal (Near/Far Problem). Man benötigt somit eine schnelle Leistungssteuerung des Senders durch den Empfänger (Power Control). Ein systembedingter Nachteil liegt auch darin, dass Sender und Empfänger synchrone Pseudozufallszahlen generieren müssen. Von mehreren Stationen gleichzeitig übertragen, können zufällige statistische Überlagerungen dieser Zahlen auftreten, die zu Fehlern führen und somit Maßnahmen zur Fehlererkennung und -korrektur erfordern.

Die codeindividuelle Spreizung des Signals beim CDMA-Verfahren ergibt eine individuelle Bandbreite der Signale, was eine höhere Anzahl an gleichzeitig zu übermittelnden Nachrichten pro MHz ermöglicht, als dies bei jeder anderen Übertragungstechnik der Fall ist. Experten sind sich jedoch noch nicht einig wie viel mehr dies sein wird.

Denn während bei TDMA bei maximaler Kapazitätsauslastung kein zusätzlicher Benutzer mehr aufgenommen werden kann da alle Timeslots belegt sind, kann man beim CDMA-Verfahren stets zusätzliche neue Nachrichten in die Kanäle einspeisen, ohne das es zu einer Überlastung des Systems kommt. Der Grund hierfür ist, dass durch die Spreizung mit verschiedenen orthogonalen Chipsequenzen orthogonale Kanäle entstehen deren Summensignal null ist. Hierbei muss die Orthogonalität nur näherungsweise erreicht werden, wodurch beliebig viele Signale codiert und nach der Übertragung auch wieder decodiert werden können. Aber es gibt eine noch nicht genau bestimmbare Schranke ab der die Qualität der Übertragung leidet, da der beim Empfänger ankommende Rauschpegel so hoch wird, dass das eigentlich zu decodierende Signal überdeckt wird und eine fehlerfreie Übertragung nicht mehr gewährleistet ist.

Wie das GSM-System benötigt auch der UMTS-Standard immer ein Frequenz-Paar pro Kanal: die Up- und Downlinkfrequenzen (vgl. 3.1). Derzeit sieht der UMTS-Standard einen festen Abstand beider Frequenzarten (=Duplexabstand) von 190 MHz vor, d.h. zu einem Downlinkkanal von 1975-1980 MHz gehört ein Uplinkkanal von 2165-2170MHz. Damit lassen sich jedoch nicht alle vorhandenen Frequenzen optimal nutzen, weshalb die UMTS - Standardisierungsgremien über einen variablen Duplexabstand diskutieren, was allerdings eine aufwändigere Technik in den Endgeräten zur Folge hätte.

 

  
Mobilfunknetze - von 2G nach 3G. UMTS, GPRS, GSM, WLAN (Taschenbuch)
von Jens Gundermann,
Heinz Koch,
Andreas Schmiedel
Siehe auch:
Mobilfunknetze und ihre Protokolle, 2 Bde., Bd.1, Grundlagen, GSM, UMTS und andere zellulare Mobilfunknetze
von Bernhard Walke
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