Selbstorganisierende Synchronisation und Ressourcenvergaben in OFDM-Mobilfunksystemen

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Künftige Datenfunknetze der vierten Generation werden voraussichtlich eine Vielzahl von Sprach- und Datendiensten unterstützen. Diese Anwendungen sind durch unterschiedlichste Dienstgüteanforderungen gekennzeichnet, die selbstverständlich auch in zeitvarianten Übertragungsbedingungen und Nutzerszenarien eingehalten und vom System bereitgestellt werden müssen. Um dennoch stets eine optimale Nutzung der verfügbaren Ressourcen (Zeit, Frequenz, Code, Leistung) gewährleisten zu können, ist eine Adaption des Gesamtsystems an die momentane räumliche Umgebung erforderlich. Diese geforderte Flexibilität ist mit der heute bekannten und praktizierten statischen Planung eines Mobilfunknetzes in der Regel nicht möglich. Die OFDM Übertragungstechnik ist für den Aufbau eines zellularen (nicht notwendig flächendeckenden) Mobilfunknetzes gut geeignet, in dem verschiedene Basisstationen gleichzeitig und in kontrollierter selbstorganisierender Form auf alle verfügbaren Ressourcen zugreifen. Dazu muss eine wichtige technische Voraussetzung, nämlich die Zeit- und Trägersynchronisation zwischen sämtlichen Basisstationen (BS) und Mobilstationen (MS) innerhalb des Netzes erfüllt sein. In diesem Gleichwellennetz werden dann Interferenzen zwischen den in unterschiedlichen Zellen verwendeten Ressourcen vollständig vermieden. Durch die Messung der Empfangsleistung auf den von einer Basisstation nicht belegten Ressourcen können zusätzlich Gleichkanalstörungen zwischen benachbarten Zellen vermieden werden. In dieser zellularen Umgebung (mit relativ kleinen Zellradien) sollen im Rahmen eines Verbundantrages zwei unterschiedliche Systemkonzepte entwickelt, untersucht und quantitativ miteinander verglichen werden. Ein Systemkonzept basiert auf einer gemeinsamen Verarbeitung der Sende- und Empfangssignale benachbarter Basisstationen nach dem Joint Transmission beziehungsweise Joint Detection Prinzip. Das zweite Systemkonzept basiert auf einer autonomen Verarbeitung in den benachbarten Basisstationen. Beide Konzepte realisieren Synchronisation (Gleichwellennetz) wie auch den Vielfachzugriff in selbstorganisierender Form. Letzteres Konzept ist Gegenstand dieses Teilvorhabens, während das erstgenannte Konzept in einem separaten Antrag detailliert erläutert wird.