Aufgaben:Aufgabe 4.3Z: Zugriffsverfahren bei LTE

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Beim 4G–Mobilfunksystem LTE gab es gegenüber dem 3G–System UMTS nicht nur eine Veränderung der Modulationsart, sondern insbesondere auch hinsichtlich des Zugriffsverfahrens. Ein geeignetes Zugriffsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass möglichst viele Nutzer einer Funkzelle mit möglichst hoher Datenrate versorgt werden können. Entscheidend ist der Gesamtdurchsatz.

Die Grafik zeigtin zwei Schaubildern A und B beispielhafte Frequenz–Zeit–Belegungen. Sie sollen entscheiden, welche Zugriffs- verfahren durch diese beiden Schaubilder erklärt werden.

Hinweis:

• Alle erforderlichen Informationen finden Sie

auf der Seite Gemeinsamkeiten/Unterschiede zwischen OFDM und OFDMA, und

• im Kapitel Vielfachzugriffsverfahren im Buch „Modulationsverfahren”.

Fragebogen

1

Welche Zugriffsverfahren werden bei LTE genutzt?

	CDMA,
	OFDM,
	OFDMA,
	SC–FDMA.

2

Welche der Aussagen treffen für das OFDMA–Verfahren zu?

	Jeder Frequenzblock wird nur von einem Teilnehmer belegt.
	Es können mehrere Teilnehmer einen Frequenzblock belegen.
	Alle Teilnehmer teilen sich das gesamte Frequenzband.
	Obligatorisch ist zusätzlich die Anwendung von TDMA.

3

Welches Schaubild beschreibt OFDMA?

	Schaubild A,
	Schaubild B.

4

Was gilt hinsichtlich der Ressourcenzuteilung?

	Die OFDMA–Ressourcenzuteilung ist flexibler als bei OFDM.
	Um diese Flexibilität nutzen zu können, ist aber eine Abstimmung zwischen der Basisstation ($eNodeB$) und dem Endgerät notwendig.
	Den Vorzug erhält stets ein Kanal mit schlechten Bedingungen.

Musterlösung

Musterlösung

(1)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 3 und 4. LTE nutzt

• Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) im Downlink,
• Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC–TDMA) im Uplink.

Das Vielzugriffsverfahren Code Division Multiple Access wird beim 3G–Mobilfunksystem UMTS eingesetzt. Bei DSL verwendet man Orthogonal Frequency Division Multiple Access. Dieses ist aber in diesem Zusammenhang eher als Modulationsverfahren zu verstehen, nicht als Vielfachzugriffsverfahren.

(2)  Richtig sind die Antworten 2 und 4: Es können mehrere Teilnehmer einen Frequenzblock belegen und TDMA ist zusätzlich möglich. Der Vorschlag 1 entspricht CDMA, der Vorschlag 3 trifft für OFDM zu.

(3)  Entsprechend der Musterlösung zur Aufgabe (2) ist der zweite Vorschlag zutreffend $\Rightarrow$ Schaubild B.

(4)  Da bei OFDMA die Ressourcenzuteilung sich nicht nur auf den Zeitbereich beschränkt, sondern hier auch der Frequenzbereich optimal einbezogen wird, ist OFDMA flexibler als OFDM. Richtig sind die Lösungsvorschläge 1 und 2 im Gegensatz zum Vorschlag $3$. Natürlich werden die Teilnehmer mit den besten Randbedingungen bei der Ressourcenverteilung bevorzugt.

Angewendet wird also das eher unsolidarische Prinzip „Wem es schon gut geht, dem wird gegeben”. Dieses findet man häufig auch in der Politik vor. Unbestritten ist allerdings, dass auf diese Weise der Gesamtdurchsatz der Zelle maximiert wird, was die Optimierungsgrundlage für die Netzbetreiber ist. Würde man die gesamte Leistung einem Teilnehmer mit extrem schlechten Bedingungen zur Verfügung stellen, so ginge der Gesamtdurchsatz gegen $0$.