Interleaved Frequency-Division Multiple-Access

• Main Author: Broeck, Isabella de
• Format: Others
• Language: German; de
• Published: 2005
• Online Access: https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/525/1/DeBroeck.pdf; Broeck, Isabella de <http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/view/person/Broeck=3AIsabella_de=3A=3A.html> (2005): Interleaved Frequency-Division Multiple-Access.Darmstadt, Technische Universität, [Online-Edition: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000525 <http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000525> <official_url>],[Ph.D. Thesis]

In dieser Arbeit wird Interleaved Frequency-Division Multiple-Access (IFDMA) vorgestellt, ein breitbandiges orthogonales Vielfachzugriffsverfahren, das sich besonders für den Einsatz in der Mobilkommunikation eignet. IFDMA besitzt entscheidende Vorteile gegenüber anderen breitbandigen Vielfachzugriffsverfahren für den Mobilfunk. Der Gewinn durch Frequenz-Diversity und die Vermeidung von Vielfachzugriffsinterferenzen sind die bedeutendsten Vorteile. Das Sendesignal wird mit mehreren Trägerfrequenzen übertragen, die äquidistant über die gesamte Bandbreite verteilt sind. Dadurch wird in frequenzselektiven Mobilfunkkanälen ein Gewinn durch Frequenz-Diversity erzielt. Zudem sind die Trägerfrequenzen der verschiedenen Nutzersignale zueinander orthogonal. Diese Orthogonalität bleibt auch bei der Übertragung über zeitdispersive Mobilfunkkanäle erhalten. Weitere Vorteile sind die kontinuierliche Übertragung mit konstanter Einhüllenden und die Vermeidung von ``worst-case''-Interferenzen aus Nachbarzellen. Zudem ist IFDMA sowohl für den Downlink, als auch für den Uplink einsetzbar. Ausführliche mathematische Darstellung und Untersuchung der Leistungsfähigkeit von IFDMA bilden den ersten Schwerpunkt der Arbeit. Die IFDMA-Übertragung über den Mobilfunkkanal wird durch Symbolinterferenzen beeinträchtigt. Deren Störeinflüsse können am Empfänger durch den Einsatz von Entzerrern deutlich reduziert werden. An bekannten Standardverfahren werden hierzu zum einen die optimale Maximum-Likelihood (ML) Detektion und zum anderen der suboptimale Decision-Feedback-Equalizer (DFE) untersucht. Simulationen zeigen, dass die IFDMA-Übertragung mit ML-Detektion eine bessere Leistungsfähigkeit als Multi-Carrier Code-Division Multiple-Access (MC-CDMA) mit vergleichbaren Parametern und ähnlicher Empfängerkomplexität aufweist. Neben den Standardverfahren zur Entzerrung wird ein neues Verfahren vorgestellt und ausführlich untersucht, das Kanalschätzung und Entzerrung gemeinsam ausführt. Bei dieser kombinierten Kanalschätzung und Entzerrung wird die durch eine Trainingssequenz ermittelte Kanalschätzung mit jedem nachfolgenden Empfangssymbol kontinuierlich angepasst. Hierzu wird die Tatsache ausgenutzt, dass jedes Empfangssymbol Information über den Kanal enthält. Mit diesem kombinierten Verfahren kann im Vergleich zur getrennten Kanalschätzung und Entzerrung die Leistungsfähigkeit des Übertragungssystems verbessert und/oder die Redundanz für die Kanalschätzung verkleinert und/oder die Entzerrerkomplexität reduziert werden. Dieses Verfahren kann nicht nur für IFDMA sondern ebenso bei anderen Systemen mit Symbolinterferenzen und ``a priori'' unbekannten Kanalparametern eingesetzt werden. Die kombinierte Kanalschätzung und Entzerrung stellt den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit dar und wird ausführlich mathematisch beschrieben sowie beispielhaft für das IFDMA-System untersucht.