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Orthogonal Frequency Division Duplex (OFDD)

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017919D
Original Publication Date: 2001-Oct-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 3 page(s) / 531K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. rer. nat. Frank Kowalewski: AUTHOR [+2]

Abstract

Verfahren, die das gleichzeitige Senden und Empfan- gen von Daten ermöglichen, werden als “Duplexver- fahren” bezeichnet. In digitalen Übertragungssyste- men sind zwei Duplexverfahren bekannt: Frequenz- duplex (FDD, Frequency Division Duplex) und Zeit- duplex (TDD, Time Division Duplex). In Mobilfunk- systemen wird die Senderichtung von der Basisstation (BS) zur Mobilstation (MS) als “Downlink” (DL) und die Senderichtung von der MS zur BS als “Uplink” (UL) bezeichnet.

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Information / Kommunikation

Orthogonal Frequency DivisionDuplex (OFDD)

Idee: Dr. rer. nat. Frank Kowalewski, Salzgitter

Dipl. Ing. Maik Bienas, Salzgitter

Verfahren, die das gleichzeitige Senden und Empfan-gen von Daten ermöglichen,  werden als “Duplexver-fahren”  bezeichnet.  In digitalen Übertragungssyste-men sind zwei Duplexverfahren bekannt: Frequenz-duplex (FDD, Frequency Division Duplex) und Zeit-duplex (TDD, Time Division Duplex). In Mobilfunk-systemen wird die Senderichtung von der Basisstation(BS)  zur  Mobilstation  (MS)  als  “Downlink”  (DL)und  die  Senderichtung  von  der  MS  zur  BS  als“Uplink” (UL) bezeichnet.

Beim FDD-Verfahren wird dem DL und UL jeweilsein  eigener  Frequenzbereich  zugewiesen.  Der DLwird auf der Trägerfrequenz f DL  gesendet und der ULauf  der  Trägerfrequenz  f UL .  Die  Frequenzbereichedürfen sich nicht überlappen und müssen einen aus-reichend großen Abstand  im  Frequenzbereich  voneinander haben. Liegen die Frequenzbereiche direktnebeneinander, wird zwischen den beiden einSchutzbereich mit der Bandbreite BS eingefügt.

Beim TDD-Verfahren werden die Daten für den ULund den DL abwechselnd im gleichen Frequenzbe-reich gesendet. Aus diesem Grund können die Über-tragungskanäle im UL und DL als gleich angenom-men werden. Eine aus dem UL gewonnene Kanal-schätzung kann deshalb auch zur Entzerrung im DLverwendet werden.

Die Idee ist, durch das neue Duplexverfahren OFDDdie  Vorteile  von  FDD  und  TDD  zu vereinigen.OFDD ist ein Mehrträger-Duplexverfahren, das dieNullstellen im Spektrum des Sendesignals nutzt, umdort weitere Trägerfrequenzen (Subträger) zu platzie-ren. Aus diesem Grund benötigt das Verfahren beieiner gegebenen Symbolrate R S  eine geringere Band-breite als FDD. Alle übertragungstechnischen Eigen-schaften  sind  von  dem  Vielfach-Zugriff-VerfahrenOFDM abzuleiten.

Der  zu  sendende  Datenstrom  wird  auf  N  paralleleZweige aufgeteilt. Dadurch verlängert sich die Sym-boldauer  T OFDD   gegenüber  T FDD   um  das  N-fache.Wählt man für den OFDD-Wirkungsgrad   η   OFDD  dengleichen Wert wie für den FDD-Wirkungsgrad   η   FDD ,dann ist die Dauer des Schutzintervalls TOFDD,S eben-falls um das N-fache größer. Bei günstiger Wahl derSystemparameter  ist  das  Schutzintervall größer alsdie  maximale  Laufzeit  des  Übertragungskanals. Indiesem Fall  können durch den Kanal keine Überlage-rungen von aufeinanderfolgenden Symbolen  entste-hen,  d.h.,  daß Inter-Symbolinterferenzen vermiedenwerden.  Dadurch  ist  eine sehr einfache Entzerrungdes Signals möglich.

Die Anordnung der  einzelnen  Subträger  im  Fre-quenzbereich zeigt Abb. 1. Der erste Subträger hatdie Mittenfrequenz (Subträgerfrequenz) f 1  und nach

obiger  Definition  eine  Bandbreite  von

N

T  ,

OFDD

2 ,

OFDD

T

n

,

(mit ,...

3,2

,1

=

n  ) von der Mittenfrequenz

OFDD

T

f

,

1

=

+   Subträger vorhanden,

DL

OFDD

S

OFDDOFDD T

T

T

,

,   +

=

. Trotzdem bleibt der Subträger-

abstand®..