Bandbreiteneffizienz von MIMO Funkkanälen in Innenräumen: Entwicklung eines MIMO Channel-Sounders, Kanalmessungen in Line-of-Sight-Kanälen, kapazitätsorientierte Kanalmodellierung
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Berlin
Köster
2008
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| Series: | Forschungsberichte aus der Kommunikationstechnik
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INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG 1 1.1 STAND DER FORSCHUNG UND
AUSGANGSSITUATION 4 1.1.1 ALLGEMEINER STAND 4 1.1.2 MIMO FUNKKANAL UND
MIMO KANALKAPAZITAET 5 1.2 ZIELSTELLUNG DER ARBEIT 14 1.3 GLIEDERUNG DER
ARBEIT 16 2 THEORIE ZUR KANALKAPAZITAET VON MEHRANTENNENSYSTEMEN 19 2.1
MIMO SYSTEMMODELL 19 2.2 MIMO FUNKKANAL UND KANALKAPAZITAET 24 2.2.1
ALLGEMEINE MIMO KANALKAPAZITAET 24 2.2.1.1 KEINE KANALKENNTNIS AM SENDER
25 2.2.1.2 KANALKENNTNIS AM SENDER 27 2.2.2 KAPAZITAET SPEZIELLER MIMO
KANAELE 29 2.2.2.1 OPTIMALER MIMO KANAL UND KEYHOLE KANAL 29 2.2.2.2 MIMO
KANALKAPAZITAET IM MOBILFUNKKANAL 33 2.2.2.3 BESCHREIBUNG VON LOS MIMO
KANAELEN IM MOBILFUNK 38 2.2.3 ZUSAMMENFASSENDE UEBERSICHT ZUR
BANDBREITENEFFIZIENZ 41 2.3 OPTIMIERUNG DER LOS KANALKAPAZITAET UEBER DIE
ANTEIMENANORDNUNG 43 2.4 KRITERIEN ZUR ANALYSE DER MIMO KANALKAPAZITAET
55 VUE BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/991204611
DIGITALISIERT DURCH 3.5.1 TRAEGERSYNCHRONISATION 119 INHALTSVERZEICHNIS
2.4.1 KENNZAHLEN AUS DER LITERATUR 55 2.4.2 KAPAZITAETSBEZOGENE
BEURTEILUNGSKRITERIEN FUER LOS KANAELE 57 2.5 BREITBANDIGER MIMO KANAL 64
2.6 WELLENAUSBREITUNG UND KANALMODELL IN INNENRAEUMEN 66 2.6.1
AUSBREITUNGSMECHANISMEN UND MIMO BANDBREITENEFEZIENZ 66 2.6.2
MATHEMATISCHE BESCHREIBUNG DES KANALS 73 3 MESSGERAET ZUR
KAPAZITAETSANALYSE VON MIMO FUNKKANAELEN 77 3.1 ANSAETZE UND GERAETE ZUR
VERMESSUNG VON MIMO KANAELEN 78 3.2 ANFORDERUNGSPROFIL UND
LEISTUNGSMERKMALE 81 3.3 SYSTEMUEBERBLICK 85 3.3.1 SYSTEMAUFBAU 85 3.3.2
MESSABLAUF 92 3.3.3 SIGNALSTRUKTUR UND ANTENNENMULTIPLEXER 98 3.3.4
ABTASTUNG UND FILTERUNG 100 3.4 KANALSCHAETZUNG UND BESTIMMUNG DER MIMO
KANALKAPAZITAET 100 3.4.1 GRUNDLAGEN DER PARAMETERSCHAETZUNG 101 3.4.2
SCHAETZUNG DER KANALPARAMETER IM REALEN MESSSYSTEM 103 3.4.2.1
MAXIMUM-LIKELIHOOD KANALSCHAETZUNG 105 3.4.2.2 FREQUENZBEREICHSMETHODE
106 3.4.2.3 OPTIMIERUNG DER SCHAETZUNG DURCH RAUSCHREDUKTION 109 3.4.2.4
BERUECKSICHTIGUNG VON SYSTEMEINFLUESSEN 111 3.4.3 DAS SCHAETZSIGNAL 113
3.4.4 BESTIMMUNG DER KANALKAPAZITAET AUS DEN MESSDATEN 117 3.5
SYNCHRONISATION 119 3.9.1 AUFGABEN UND RANDBEDINGUNGEN 184
INHALTSVERZEICHNIS 3.5.1.1 SYNCHRONISATIONSVERFAHREN FUER DIE
TRAEGERFREQUENZ 120 3.5.1.2 AUSWIRKUNG AUF DIE SCHAETZUNG DER
KANALKAPAZITAET 122 3.5.1.3 EINFLUSS DES PHASENRAUSCHENS 128 3.5.2
TAKTSYNCHRONISATION 136 3.6 SONSTIGE FEHLERQUELLEN 138 3.6.1
EMPFAENGERRAUSCHEN 139 3.6.2 I/Q-UNSYMMETRIE 148 3.6.2.1 PHASENFEHLER 148
3.6.2.2 UNSYMMETRIE IM BASISBAND 155 3.6.3 DC-OFFSET DURCH
LO-EINKOPPLUNG IN DEN HF-ZWEIG 159 3.6.4 UNTERSCHIEDLICHE SIGNALPFADE ZU
DEN ANTENNEN 160 3.6.5 MUTUAL-COUPLING IN DEN ANTENNEN-ARRAYS 163 3.7
ASPEKTE DER PRAKTISCHEN REALISIERUNG 165 3.7.1 PEGELPLAN UND
EMPFAENGERDYNAMIK 165 3.7.1.1 MESSEMPFAENGER 166 3.7.1.2 SENDER DES
MESSSYSTEMS 170 3.7.2 ANALOG-DIGITAL-WANDLER UND TRANSIENTENREKORDER 171
3.7.3 ANTENNEN 172 3.7.4 VERSTAERKUNG UND FILTERUNG IM BASISBAND 176
3.7.5 SONSTIGE KOMPONENTEN 177 3.7.5.1 SENDE-/EMPFANGSFILTER 177 3.7.5.2
ANTENNEN-UMSCHALTER 178 3.7.5.3 SIGNALLEITUNGEN 181 3.8 BERUECKSICHTIGUNG
DER UEBERTRAGUNGSFUNKTIONEN VON SYSTEMKOMPONENTEN 181 3.9 SPIKE - DAS
SYNCHRONISATIONSSYSTEM FUER DEN MESSABLAUF 184 4.2.4.4 EXTREM STARKE
MEHRWEGEAUSBREITUNG: LABORRAUM (LR) 252 INHALTSVERZEICHNIS 3.9.2
SYSTEMPARAMETER UND THEORETISCHES KONZEPT 186 3.9.2.1 SYNCHRONISATION
DER ANTENNENMULTIPLEXER 186 3.9.2.2 PEGELKONTROLLE FUER DEN MESSEMPFAENGER
190 3.9.3 ASPEKTE DER PRAKTISCHEN REALISIERUNG 191 3.9.3.1 RF-FRONTEND
UND PEGELPLAN 191 3.9.3.2 IMPLEMENTIERUNG DER ALGORITHMIK IM FPGA 193
3.10 VERGLEICHENDER UEBERBLICK UEBER ALTERNATIVE MIMO CHANNEL-SOUNDER 194
3.11 ZUSAMMENFASSUNG 197 4 MESSERGEBNISSE IN INNENRAEUMEN 199 4.1
SZENARIEN, PARAMETER UND STRATEGIEN FUER DIE AUSWERTUNG DER MESSDATEN 200
4.1.1 METHODEN ZUR ANALYSE DER BANDBREITENEFFIZIENZ GEMESSENER MIMO
KANAELE 200 4.1.1.1 SPEKTRALE EFFIZIENZ 200 4.1.1.2 MAFCZAHLEN M UND V
205 4.1.2 ANALYSIERTE SZENARIEN 205 4.1.2.1 RAEUMLICHKEITEN 206 4.1.2.2
ANTENNENANORDNUNGEN FUER DIE MESSUNGEN 209 4.2 MESSERGEBNISSE IM
ZEITINVARIANTEN MIMO KANAL 211 4.2.1 ERSTE EINZELMESSUNGEN 212 4.2.2
EINFLUSS DER ANTENNENANORDNUNG UND WIRKUNG VON STREUERN 217 4.2.3
WIRKUNG DETERMINISTISCHER REFLEXIONEN 226 4.2.4 RASTERMESSUNGEN ZUR
BILDUNG EINER RAEUMLICHEN STATISTIK 237 4.2.4.1 MITTLERE RAUMGROESSE:
BUERORAUM (BR) 238 4.2.4.2 SEHR GROSSE RAEUME: KOMPLEXRAUM (KR) 245 4.2.4.3
ANALYSE VON M UND V IM KOMPLEXRAUM (KR) 249 INHALTSVERZEICHNIS 4.2.4.5
SONSTIGE UMGEBUNGEN 257 4.3 KANALMODELL ZUR PROGNOSE DER ORTSABHAENGIGEN
BANDBREITENEFFIZIENZ 257 4.3.1 ANWENDUNGSBEREICH 258 4.3.2
MODELLBESCHREIBUNG 259 4.3.3 VERIFIKATION 262 4.3.4 FAZIT 268 4.4
MESSERGEBNISSE IM ZEITVARIANTEN MIMO KANAL 268 4.4.1 WERKZEUGE ZUR
AUSWERTUNG DES ZEITVARIANTEN KANALS 269 4.4.2 MESSERGEBNISSE 272 4.4.3
FAZIT 281 4.5 ZUSAMMENFASSUNG 282 5 ANSATZ FUER DIE MIMO
KANALMODELLIERUNG IN LOS KANAELEN 285 5.1 MOTIVATION FUER EIN WEITERES
MIMO KANALMODELL 285 5.2 KAPAZITAETSORIENTIERTES LOS MIMO KANALMODELL 293
5.2.1 VORAUSSETZUNGEN UND ZIELE FUER DEN MODELLIERUNGSANSATZ 293 5.2.2
DER MODELLIERUNGSANSATZ 297 5.2.2.1 MODELLPARAMETER 297 5.2.2.2
VORGEHENSWEISE BEI DER MODELLIERUNG 298 5.3 VERIFIKATION DES MODELLS 304
5.3.1 AOA UND AOD WINKELSPEKTREN 305 5.3.2 MIMO MODELLBILDUNG MIT
SALEH-IMPULSAUTWORT ALS BEISPIEL 313 5.4 ZUSAMMENFASSUNG 325 6
ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 327 6.1 ZUSAMMENFASSUNG 327 6.2 AUSBLICK
333 B.2 MATHEMATISCHES SYMBOLVERZEICHNIS 372 INHALTSVERZEICHNIS A
ERGAENZUNGEN ZU AUSGEWAEHLTEN THEMEN 339 A.L SIMULATIONEN ZUR LOS
KANALKAPAZITAET 339 A.2 PROZESSMODELLIERUNG MIT EREIGNISGESTEUERTEN
PROZESSKETTEN 344 A.3 ANTENNENMULTIPLEXER: STEUERSIGNALE 346 A.4
PHOTOGRAPHISCHE ILLUSTRATION DES MESSGERAETES 348 A.5 FOTOGRAFISCHE
ABBILDUNGEN ZU DEN MESSUMGEBUNGEN UND -SZENARIEN 352 A.6 KURZDARSTELLUNG
AUSGEWAEHLTER METHODEN ZUR EINFALLSWINKELSCHAETZUNG 356 A.6.1 CAPON
METHODE 358 A.6.2 ESPRIT METHODE 360 A.6.3 EINFALLSWINKELSCHAETZUNG AUS
DEM AZIMUTHAISPEKTRUM 362 A.7 WEITERE MESS- UND SIMULATIONSERGEBNISSE
364 B VERZEICHNIS DER BEZEICHNUNGEN, SYMBOLE UND ABKUERZUNGEN 367 B.L
ABKUERZUNGEN 367 |
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