WITEC_UMTS

Mischa Knupfer
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Mischa Knupfer
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Description

Foliensatz UMTS

Resource summary

Question Answer
UMTS Universal Mobile Telecommunication System
Max. Datenrate UMTS 354 kbit/s
Was für Luftschnittstellen benutzt UMTS? FDD (Frequency Division Duplex) TDD (Time Division Duplex) SPA (Self Provided Applications)
FDD: Worin wird hier hauptsächlich unterschieden? Up- und Downlink, diese benutzen verschiedene Frequenzen.
FDD, Uplink - Wie ist hier die Frequenzaufteilung? 12 Kanäle à 5 MHz Zwischen 1920-1950 MHz
FDD, Downlink - Wie ist hier die Frequenzaufteilung? 12 Kanäle à 5 MHz Zwischen 2110-2170 MHz
TDD - Wie ist hier die Frequenzaufteilung? 4 Kanäle à 5 MHz Zwischen 1900-1920 MHz
SPA - Wie ist hier die Frequenzaufteilung? 3 Kanäle à 5 MHz Zwischen 2010-2025 MHz
1) FDD, Downlink: Wer sendet? 2) FDD, Uplink: Wer sendet? 1) Basisstation 2) Handy
FDD: Wie hoch ist das "Duplex Spacing"? 190 MHz
Spreizspektrumtechnik: Was wird hier gemacht? und Wozu? Wo wird das angewandt? 1) Schmalbandiges Signal wird vor der Übertragung absichtlich in der Frequenz gespreizt und belegt deshalb ein Mehrfaches der für die Informationsübertragung notwendigen Bandbreite. Sendeleistung wird über einen grösseren Frequenzbereich verteilt, was zu einer geringeren spektralen Leistungsdichte führt. 2) Verbesserter Schutz gegenüber absichtlichen Störern. Grössere Robustheit gegenüber frequenzselektivem Schwund über Mehrwegausbreitung. Erschwert das Abhören. 3) Militär, UMTS, WLAN
Welche Spreizspektrumtechniken gibt es? DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) FH-SS (Frequency Hopping Spread Spectrum)
Wie wird DSSS erzeugt? Wozu führt dies? Nutzdaten mit der Datenrate R werden mit einem Spreizcode mit der Chiprate Rch >> R verknüpft. Dies führt zu einem Sendesignal mit der Bandbreite Wss~=R+Rch
Wie wird FH-SS erzeugt? Die Trägerfrequenz wird in pseudozufälliger Art geändert
Welche Arten von FH-SS gibt es? Slow FH-SS Fast FH-SS
Merkmal von Slow FH-SS Änderung der Frequenz frühestens nach Senden eines Datensymbols
Merkmal von Fast FH-SS Änderung der Frequenz mehrmals während eines Datensymbols
Erklären Sie das Prinzip von DSSS Einmalige Multiplikation mit der Spreizsequenz erhöht die Bandbreite. Zweimalige Multiplikation mit der Spreizsequenz stellt das Datensignal wieder her: (+1)*(+1)=(-1)*(-1)=1.
Was ist DSSS? Ein Verfahren, bei dem das Trägersignal mit einer Spreizsequenz multipliziert und so im Spektrum gespreizt wird.
Was ist Spreizsequenz? Eine Folge von pseudozufälligen binären Symbolen, so gennanten Chips.
Spreizfaktor Tb/Tc (Bitdauer/Chipdauer) Verhältnis der Bandbreite von gespreiztem und ungespreiztem Signal.
Spreizspektrumtechnik: Was passiert im Extremfall mit der Leistungsdichte des Signals? Vorteile? Diese liegt im Extremfall unterhalb derjenigen des Rauschens - Detektion wird erschwert, vor allem bei geheimer Spreizsequenz (Militärische Anwendungen)
Schmalbandiger Störer: Wie ist der Einfluss auf das gespreizte Signal? Gering. Nach der Entspreizung im Empfänger wirkt der schmalbandige Störer wie Rauschen mit geringer Leistungsdichte.
Wie werden verschiedene Benutzer bei UMTS getrennt? Durch CDMA (Code Division Multiple Access): Verschiedene Benutzer werden mithilfe von unterschiedlicher Spreizsequenzen getrennt.
Was ist CDMA und wo wird es angewandt? CDMA ist ein Mehrfachzugriffsverfahren und wird bei UMTS angewandt.
Wo wird DSSS verwendet aber kein CDMA? Bei WLAN
Wie funktioniert CDMA? Was ist schwierig dabei? Mit Kreuzkorrelation: Korrelation mit eigener Sequenz ergibt zum Abtastzeitpunkt einen hohen positiven Wert. Mit einer fremden Sequenz jedoch ergibt es keinen Anteil zum Abtastzeitpunkt. Schwierig ist ein gute Menge von Spreizsequenzen zu finden.
Vorteile CDMA Soft Handover Soft Capacity Keine Schutzzeiten oder Schutzfrequenzabstände notwendig
Was ist "Soft Handover"? Mobilstation kann Ruf gleichzeitig über zwei Basisstationen, welche die gleiche Frequenz benutzen, abwickeln.
Erklären Sie den Begriff "Soft Capacity" Andere Benutzer wirken wie zusätzliche Rauschquellen und verschlechtern Carrier-to-Interference Verhältnis. Graduelle Verschlechterung der Qualität. Im Gegensatz zu TDMA und FDMA ist dafür die Anzahl möglicher Teilnehmer nicht fix.
Nachteile CDMA Hoher Bandbreitenbedarf. Near-Far-Effekt. Mehr Teilnehmer führen zu einer allmählichen Verschlechterung der Übertragung. Erzeugung und Sync. von Spreizsequenzen erfordert zusätzlichen Aufwand. Zellatmungseffekt.
Was bedeutet "Near-Far-Effekt" bei CDMA? CDMA funktioniert nur, wenn die Signale aller Teilnehmer etwa gleich stark sind. Somit ist eine aufwendige Leistungsregelung zwingend notwendig.
Was bedeutet "Zellatmungseffekt" bei CDMA? Steigende Anzahl Teilnehmer führt zu vermehrten Störungen und damit zu einem abnehmenden Zellradius.
Was für Codes werden verwendet? OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor Code) Gold Codes
Was ist OVSF? Wozu dienen sie? 1) Eine Familie von orthogonalen Spreizcodes mit variabler Länge. Diese besitzen eine konstante Chiprate. (Datenrate = Chiprate/Spreizfaktor) 2) Dienen zur Unterscheidung der Benutzer im Downlink. Orthogonalität gilt nur bei vollständiger Synchronisation aller Sequenzen und kann deshalb im Uplink nicht realisiert werden.
Was sind Gold Codes? Wo werden diese eingesetzt? 1) Pseudozufällige Codes, die durch zwei linear rückgekoppelte Schieberegister erzeugt werden. 2) Werden zur Synchronisation und zur Trennung der Benutzer im Uplink verwendet.
Was gehört zur UMTS Netzstruktur? Access Network (Zugangsnetzwerk) Core Network (Fixed Network) Intelligent Network (IN)
Was gehört zum Access Network und wozu dient es? Basisstationen, zuständig für den Funkkontakt zu den mobilen Endgeräten.
Was gehört zum Core Network und wozu dient es? Festnetz, zuständig für den Aufbau von Verbindungen.
Wozu ist das IN zuständig? Für Gebührenabrechnung, Benutzerlokalisierung, Roaming und Handover
MDW Media Gateway
MSC-S Mobile Switching Center Server
HSS Home Subscriber Server
VAS Value Added Services
SCP Service Control Point
SGSN Serving GPRS Support Node
GGSN Gateway GPRS Support Node
Was noch angeschaut werden soll: Kernnetz Release 4 OVSF: Spreifaktorbaum DSSS: "Schema" UMTS Frequenzen Datenraten
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