Ein Beitrag zu nicht-orthogonaler Mehrträgermodulation für drahtlose Vielfachzugriffsnetze

Von:

Andreas Friedrich

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Stand der Technik in Mobilfunknetzen der vierten und fünften Generation ist der Vielfachzugriff mittels Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). OFDMA verwendet rechteckförmige Sendeimpulse. Ist die Synchronisierung der Teilnehmersignale nicht perfekt oder tritt ein Frequenzversatz zwischen den Teilnehmersignalen auf, so entsteht aufgrund der schwachen Unterdrückung der Nebenmaxima der Dirichlet-Spektren der rechteckförmigen Sendeimpulse starke Vielfachzugriffsinterferenz. Diese verhindert unter Umständen eine fehlerfreie Datendetektion. OFDMA basierter Vielfachzugriff ist daher auf eine genaue Synchronisierung der Teilnehmer angewiesen. Im Zusammenhang mit dem Internet der Dinge wird mit einer in den nächsten Jahren stark zunehmenden Mobilfunkteilnehmerzahl gerechnet. Da die Synchronisierung der Teilnehmer einen häufigen Nachrichtenaustausch zwischen Basisstation und Mobilstationen erfordert, wurden in jüngster Zeit Ansätze untersucht, die es erlauben, asynchron sendende Teilnehmer ohne signifikante Einbußen beim Datendurchsatz zu tolerieren. Der hier verfolgte Ansatz zur Realisierung eines solchen asynchronen Vielfachzugriffs beruht auf Filterbank-basierter Mehrträgermodulation mit nicht-orthogonalen Teilnehmersignalen. Für das vorgeschlagene Mehrträgerübertragungssystem wurde ein iteratives Soft-Input/Soft-Output Empfängerkonzept entwickelt, welches auf Grundlage der LDPC-Kanalcodierung nach 3GPP-Spezifikation TS 38.212 arbeitet. Im Gegensatz zu bisher vorgestellten Filterbank-basierten Systemen ermöglicht das vorgeschlagene System eine Kanalschätzung auf Grundlage der Referenzsignale nach 3GPP-Spezifikation TS 38.211. In der Arbeit wird gezeigt, dass eine signifikante Erhöhung der spektralen Effizienz gegenüber dem Stand der Technik zu erwarten ist.