Kapazität des GSM-Kanals verdoppelt
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Downlink mit Multiplexing
Simulationen der GSM-Verbindung haben gezeigt, dass für den Empfang eines „orthogonalen“ Sub-Kanals in etwa die gleiche Energie aufgebracht werden muss wie für die Übertragung eines konventionellen Kanals. Zur sicheren Unterscheidung der beiden Kanäle müssen vor der Übertragung Trainingssequenzen abgearbeitet werden, mit denen sich die für den gegebenen Zeitpunkt optimalen Parameter ermitteln lassen. Die im GSM-Standard vorgesehenen Trainingssequenzen reichen hier allerdings aus.
Das Verfahren multiplext im Downlink die Datenströme von zwei Teilnehmern durch eine quaternäre Modulation als Kombination zweier orthogonaler Sub-Kanäle, die jeweils eine eigene Trainingssequenz durchlaufen haben. Die Sub-Kanäle nutzen das Verfahren einer sequentiellen „Rotation“ der Symbole um π/2 und arbeiten damit wechselweise orthogonal. Auf diese Weise wird das Verhalten einer normalen GMSK-Modulation (Gauss Minimum Shift Keying) imitiert, so dass die Datenströme von handelsüblichen GMSK-SAIC-Handys getrennt empfangen werden können.
Uplink mit Diversity-Empfang
Im Uplink nutzen zwei Handys im gleichen Kanal die konventionelle GMSK-Übertragung, allerdings mit dem Unterschied, dass die Kanäle zu Beginn unterschiedliche Trainingssequenzen durchlaufen haben. Dass sich die Sub-Kanäle gegenseitig nicht beeinflussen (räumliche Orthogonalität), wird durch die unterschiedliche Mehrwege-Ausbreitung sichergestellt. Damit die Basisstation die Signale von zwei Teilnehmern gleichzeitig empfangen kann, muss sie mit einem Diversity-Empfänger mit mehreren Antennen ausgestattet sein. Im 3GPP-LTE-Standard wurde für den Uplink bereits ein ähnliches MIMO-Verfahren implementiert.
Die simultane Übertragung von zwei Teilnehmern im gleichen Kanal – das so genannte Pairing – ist eine der kritischen Aufgaben für das Ressourcen-Management in der Basisstation. Für die Optimierung des Pairings kann der Base Station Controller (BSC) das Software-Modul für die dynamische Zuweisung von Frequenz und Kanal (DFCA – Dynamic Frequency and Channel Allocation) nutzen. Mit den dort implementierten Algorithmen lassen sich für die Orthogonal Sub Channels (OSC) passende Paarungen und die geeigneten Trainingssequenzen ermitteln. Darüber hinaus legt die Software die Ressourcen für die HF-Übertragung fest: Frequenzen, Zeitschlitze und die Parameter für das Frequenzsprung-Verfahren. Schließlich lassen sich hier noch die Kanalkapazitäten der Teilnehmer optimieren, die unterschiedliche Anforderungen an das zu erreichende Träger-Rausch-Verhältnis (C/I – Carrier/Intermodulation) stellen. Mit der Hardware-Einsparung ist zudem eine Reduktion der Energieaufnahme in der Basisstation verbunden. Von NSN durchgeführte Simulationen mit typischen Verkehrssituationen haben gezeigt, dass hier zwischen 20 und 50 Prozent der Energie eingespart werden können. jw
- Kapazität des GSM-Kanals verdoppelt
- Downlink mit Multiplexing
