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OFDM mit Scrambling

IP.com Disclosure Number: IPCOM000018298D
Original Publication Date: 2002-Apr-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-23
Document File: 2 page(s) / 182K

Publishing Venue

Siemens

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Frank Kowalewski: AUTHOR

Abstract

Durch Code-Vielfachzugriff (Code Division Multiple Access, CDMA) lassen sich mehrere Datenströme gleichzeitig über ein gemeinsames Frequenzband übertragen. Dabei werden die zu übertragenden Symbole der Datenströme mit sogenannten Sprei- zungscodes moduliert. Die Spreizung mit den Codes verteilt die Symbole auf das gesamte zur Verfügung stehende Frequenz- band (Frequenzdiversität). Die Verteilung ist für verschiedene Codes verschieden.

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Information / Kommunikation

OFDM mit Scrambling

Idee: Frank Kowalewski, Salzgitter

Durch Code-Vielfachzugriff (Code Division MultipleAccess, CDMA)� lassen� sich� mehrere� Datenströmegleichzeitig� über� ein gemeinsames Frequenzbandübertragen.� Dabei� werden� die� zu übertragendenSymbole� der� Datenströme� mit sogenannten Sprei-zungscodes moduliert.

Die Spreizung mit den Codes verteilt die Symboleauf das gesamte zur Verfügung stehende Frequenz-band (Frequenzdiversität). Die� Verteilung� ist� fürverschiedene Codes verschieden.

Die Verteilung� auf� die� verschiedenen� Frequenzenwird� durch� zusätzliches� Verwürfeln der Signal-sequenzen gleichmäßiger (s. Abb. 1). Bei heute übli-chen Spreizungs-� und� Scrambling-Codes� ist� dieVerteilung aber nicht vollständig gleichmäßig. Da-durch wird die Güte der Übertragung für verschiede-ne Codes i.a. verschieden.

Als� Spreizungscodes� werden häufig hierarchischeorthogonale� Codes� verwendet.� Diese haben denVorteil, bei idealem Übertragungskanal Interferenzenzu vermeiden und� effizient� detektiert� werden� zukönnen.

Mobilfunkkanäle bestehen meist aus mehreren Pfa-den.� Bei� Übertragung� von CDMA-Signalen überMehrpfadkanäle� stören� sich� die� gleichzeitig über-tragenen� Datenströme� gegenseitig. Die Störungenkönnen im Empfänger durch gemeinsame Detektion(joint detection) eliminiert werden.

Durch Übertragung verschiedener Datensymbole aufverschiedenen� Subträgern� (Orthogonal� FrequencyDivision Multiple Access, OFDM) lassen sich eben-falls mehrere Datenströme gleichzeitig über ein Ge-samtfrequenzband übertragen.

Die Güte der Übertragungen auf verschiedenen Sub-trägern ist in frequenzselektiven Kanälen sehr ver-schieden.� Die� zu� übertragenden Symbole werdennicht wie bei CDMA über das gesamte Frequenzbandverteilt. OFDM-Modulation und -Demodulationkönnen mit Hilfe der diskreten fouriertransformiertenvorgenommen werden (s. Abb. 2).

Kern der� Erfindung� ist,� mehrere� Datenströme� perOFDM mit anschließendem Scrambling gleichzeitigzu übertragen. Der Vorteil besteht darin, daß die zuübertragenden Symbole vollständig gleichmäßig imzur Verfügung stehenden Frequenzband verteiltwerden.� Dadurch� wird� die Übertragungsgüte allerSymbole gleich. Der Detektionsaufwand ist gering.Er entspricht dem Detektionsaufwand hierarchischerCDMA-Codes.

Folgendes� Beispiel� beschreibt� ein Datenübertrag-ungssystem bestehend aus einem Funksender, einem

Empfänger und� einem Mehrwegekanal, über den dieDaten übertragen werden� (s.� Abb.� 3).� Das� Systemkann auch Teil eines Punktes zu Mehrpunkt-Übertragungssystems sein (z.B.� Teil� der� Vorwärts-strecke eines� Mobilfunksystems).� Die� Übertragungwird� im� Folgenden� im Basisband zeitdiskret be-schrieben.

Seien� K� Datensymbole� � ( )

1 , ,� K

während der Zeit� s

T� � zu übertragen. Die Daten wer-den zunächst diskret invers fouriertransformiert:

d d d

= K� � � gleichzeitig

IDFT d

Bei� reiner� OFDM-Übertragung� würde� das resu...