Semi-blinde Signaldetektion mit adaptiven Antennen für CDMA

Die stetig steigende Marktdurchdringung der mobilen Kommunikation, sowie die in nächster Zukunft eingeführten Multimedia-Dienste (wie sie vor allem für UMTS angekündigt werden) werden die Ansprüche an die Mobilkommunikationssysteme weiter anheben. Eine Möglichkeit dieses Problem zu lösen stellen adaptive Antennen dar. Sie bestehen aus einer Antennengruppe, Empfangs- und Sendezügen sowie aus einer Signalverarbeitungseinheit. Da sich der Mobilfunkkanal für jeden Benutzer, auf Grund von unterschiedlichen Ausbreitungswegen, unterschiedlich darstellt kann man mit adaptiven Antennen die verschiedenen Benutzer von einander trennen. Um dieses Ziel zu erreichen werden die Signale der einzelnen Antennen so kombiniert, daß das Signal des erwünschten Benutzers verstärkt wird, während die Signale der interferierenden Benutzer möglichst gut unterdrückt werden. Diese Aufgabe können semi-binde Algorithmen übernehmen. Diese Algorithmen benötigen weder Informationen über die geometrische Struktur der Antenne noch müssen die Sende- und Empfangszüge kalibriert werden, wodurch sich der Aufbau der adaptiven Antennen vereinfacht. Statt diesen Informationen werden bei den semi- blinden Algorithmen strukturelle Eigenschaften der gesendeten Signale sowie Trainingssymbole, die heute von den meisten Mobilkommunikationssystemen mitgesendet werden, verwendet. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Untersuchung von semi-blinden Algorithmen für Code Division Multiple Access (CDMA) Systeme. Zu Beginn werden wir uns auf Algorithmen konzentrieren, die eine Rechenleistung sparende Implementierung erlauben. Diese Arbeit wird auf der Basis eines bereits bekannten Algorithmus für GSM durchgeführt, den unser Kollege Juha Laurila im Verlauf eines früheren FWF-Projektes entwickelt hat. Dieser Algorithmus zeichnet sich vor allem durch die überraschend niedrige benötigte Rechenleistung aus, wodurch er bereits heute für Echt-Zeit-Systeme geeignet ist. Wir werden das große Potential dieses Algorithmus für CDMA ausnutzen. Danach werden wir auch die an der Basisstation verfügbaren Informationen über die anderen aktiven Benutzer der Zelle in diese Algorithmen einfließen lassen. Der abschließende Punkt dieser Forschungsarbeit werden Unterraum-basierte Algorithmen darstellen. Alle untersuchten Algorithmen werden an Hand ihrer Bitfehlerwahrscheinlichkeiten in Abhängigkeit des Signal- zu Störabstandes sowie ihrer Rechenleistungseffizienz für eine unterschiedliche Anzahl von Benutzern beurteilt. Zusätzlich werden wir noch unkonventionelle räumliche Verteilungen von den einzelnen Elementen einer adaptiven Antenne untersuchen und ihre Auswirkungen im Vergleich zu reinen "Strahlformungs-" und "Diversitäts-"Konfigurationen untersuchen.