Sabah Badri-Höher


Digitale Empfängeralgorithmen für TDMA-Mobilfunksysteme mit besonderer Berücksichtigung des EDGE-Systems

Band 1, Erlanger Berichte aus Informations- und Kommunikationstechnik, Herausgeber: A. Kaup, W. Koch, J. Huber. Shaker Verlag, Aachen, 2002.

Zusammenfassung

Für den Mobilfunk sind Methoden der Datenübertragung über zeitveränderliche Mehrwegekanäle von zentraler Bedeutung. Diese Arbeit beschäftigte sich mit dem Entwurf, der Analyse und dem Vergleich von optimalen und von aufwandsreduzierten digitalen Empfängeralgorithmen für Mobilfunksysteme mit Zeitvielfachzugriff (d.h. für sogenannte TDMA-Systeme) unter besonderer Berücksichtigung des EDGE-Systems, einer geplanten GSM-Erweiterung, als konkretes Anwendungsbeispiel. Eine Schwierigkeit bei TDMA-Systemen besteht darin, dass die Synchronisation und Kanalschätzung in jedem Datenblock ("burst") neu erfolgen muss. Eine weitere spezifische Schwierigkeit im Zusammenhang mit dem EDGE-System besteht darin, dass aufgrund eines hochstufigen Modulationsverfahrens im Vergleich zum ursprünglichen GSMSystem wesentlich höhere Anforderungen an die empfängerseitige Signalverarbeitung (wie Entzerrung, Vorfilterung, Kanalschätzung, Synchronisation u.s.w.) gestellt werden. Ferner ist zu beachten, dass in Übertragungssystemen mit adaptiver Modulation und Kanalcodierung jede Maßnahme zur Steigerung der Leistungseffizienz auch eine Steigerung der Bandbreiteneffizienz bedeutet. Deshalb ist es wichtig, leistungseffiziente Empfängerkonzepte und -algorithmen zu entwickeln. Im Vordergrund dieser Arbeit stehen unter anderem die Entwicklung

(I) eines adaptiven zeitdiskreten "whitened matched" Vorfilters, dessen Komplexität nur linear mit der Filterlänge anwächst und welches eine Verwendung von aufwandsreduzierten, beispielsweise trellis-basierten Entzerrern ermöglicht,

(II) von optimalen und aufwandsreduzierten adaptiven Kanalschätzern basierend auf dem zeitdiskreten Kalman-Filter-Ansatz,

(III) von Taktsynchronisationsverfahren für frequenzselektive Kanäle unter besonderer Berücksichtigung von aufwandsreduzierten trellis-basierten Entzerrern,

sowie informationstheoretische Aspekte. Die im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Algorithmen sind sowohl für die schwierigen Randbedingungen, wie sie im EDGE-System bei mobilem Betrieb gegeben sind, als auch für den Einsatz in kostengünstigen Endgeräten geeignet.