Ein Beitrag zur Mobilfunk-Kanalschätzung unter besonderer Berücksichtigung synchroner CDMA-Mobilfunksysteme mit Joint Detection:
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Titel: Ein Beitrag zur Mobilfunk-Kanalschätzung unter besonderer Berücksichtigung synchroner CDMA-Mobilfu
Autor: Steiner, Bernd
Jahr: 1995
V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 1.1 Entwicklung der Mobilkommunikat'on . 1 1.2 Bedeutung der Kanalschätzung in der Nachrichtentechnik. 3 1.3 Kanalschätzung in Mobilfunksystemen. 5 1.3.1 Mobilfunkkanal. 5 1.3.2 Algorithmen zur Kanalschätzung. 6 1.3.3 Stand der Technik . 8 1.4 Rahmenbedingungen und Ziele. 13 1.5 Inhaltsübersicht und wesentliche Ergebnisse. 15 2 Mobilfunkkanal 18 2.1 Vorbemerkung. 18 2.2 Physikalische Eigenschaften . -r-rT. 18 2.3 Modellieren der Kurzzeitcharakteristik. 21 2.4 Rerhnersimulätion des Mobilfunkkanals . 23 3 Digitale Mobilfunksysteme 26 3.1 Vorbemerkung. 26 3.2 Zellulare digitale Mobilfunksysteme. 26 3.3 Vielfachzugriffsverfahren CDMA . 32 3.4 Betrachtetes CDMA-Mobilfunksystem. 37 3.4.1 Motivation und Rahmenbedingungen. 37 3.4.2 Systemparameter und Burststruktur . 38 4 Theorie der Kanalschätzung in synchronen JD-CDMA-Mobilfunksystemen 42 4.1 Vorbemerkung. 42 4.2 Zeitdiskretes Systemmodell . 42 4.3 Bilden des Empfangssignals. 44 4.4 Matrix-Vektor-Formalismus. 48 4.5 Kanalschätzung durch signalangepaßte Filterung . 50 4.6 Maximum-Likelihood-Kanalschätzung. 55 4.7 Gütekriterien zum Beurteilen geschätzter Kanalimpulsantworten . 57 5 Codefamilien zur Kanalschätzung 65 5.1 Vorbemerkung. 65 5.2 Klassifizieren von Codefamilien zur Kanalschätzung. 66 5.2.1 Motivation . 66
VI Inhalt 5.2.2 Unabhängige Codes der Codefamilie . 66 5.2.3 Codefamilien aus unabhängigen, zyklischen Codes . 69 5.2.4 Gewinnen der Codefamilie aus einem einzigen Grundcode . 72 5.2.5 Gewinnen der Codefamilie aus einem zyklischen Grundcode . 76 5.3 Entwurf von Codefamilien. 80 5.3.1 Grundproblem . 80 5.3.2 Optimierungsverfahren . 83 5.4 Kanalschätzung beim Gewinnen der Codefamilie aus einem zyklischen Gruncl- code. 86 5.4.1 Realisierung des Kanalschätzers als Korrelator . 86 5.4.2 Kanalschätzung im Frequenzbereich . 90 5.4.3 Entwurf von Grundcodes im Frequenzbereich . 92 5.4.4 Anzahl U der Kanalparameter kleiner als Periode P des Grundcodes 93 5.4.5 Anzahl L der Elemente des zeitdiskreten Empfangssignals größer als Periode P des Grundcodes . 97 5.4.6 Gewinnen der Codefamilie
aus einer m-Sequenz. 101 5.5 Transformationen . 105 5.5.1 Motivation und elementare Transformationen . 105 5.5.2 BTQ-Transformation . 107 5.5.3 Periodische Multiplikation. 109 6 Suboptimale Realisierung des Kanalschätzers als Bank von Korrelatoren beim Verwenden unabhängiger zyklischer Mittambelcodes 115 6.1 Vorbemerkung. 115 6.2 Erwartungstreue korrelative Kanalschätzung bei ausreichender Anzahl der Empfangswerte. 115 6.3 Erwartungstreue korrelative Kanalschätzung und Maximum-Likelihood-Ka- nalschätzung . 121 6.4 Entwurf signalfehlangepaßter Filter bei nicht ausreichendem P . 124 7 Auswirkung von Modellierungsfehlern auf die Kanalschätzung 128 7.1 Vorbemerkung. 128 7.2 Grundvoraussetzungen und Systemmodell. 129 7.3 Gütekriterien.
131 7.4 Auswirkung der Annahme einer zu kleinen Dauer von Kanalimpulsantworten 134 7.4.1 Mobilfunksysteme ohne CDMA-Komponente . 134 7.4.2 JD-CDMA-Mobilfunksysteme . 136 8 Einfluß einer nicht perfekten Kanalschätzung auf die Datendetektion 140 8.1 Vorbemerkung. 140 8.2 Datendetektion. 140 8.2.1 Bilden des Empfangssignals. 140 8.2.2 Struktur der betrachteten Datendetektoren. 143 8.2.3 Signalangepaßte Filterung. 144 8.2.4 Zeroforcing-Entzerrer . 145
VII 8.2.5 Minimum-Mean-Square-Error-Entzerrer. 147 8.3 Beschreiben der Auswirkung einer nicht perfekten Kanalschätzung .148 8.3.1 Allgemeiner Ansatz . 148 8.3.2 Situation bei kleinen Signal-Stör-Verhältnissen . 151 8.3.3 Situation bei großen Signal-Stör-Verhältnissen . 152 8.3.4 Misadjustment und charakteristische Störgröße . 157 8.3.5 Vorseparierbarkeit und charakteristische Störgröße . 161 8.4 Simulationsergebnisse . 167 8.5 Nachverarbeiten geschätzter Kanalimpulsantworten. 171 8.5.1 Motivation . 171 8.5.2 Anwenden eines Schwellwerttests. 173 8.5.3 Simulationsergebnisse. 177 9 Zusammenfassung 180 Liste häufig verwendeter Formelzeichen und Abkürzungen 182 Formelzeichen. 182 Abkürzungen. 187 Literatur 188 |
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