Aufgaben:Aufgabe 4.1: Verschiedene Duplexverfahren bei UMTS: Unterschied zwischen den Versionen
Aus LNTwww
| (7 dazwischenliegende Versionen von 3 Benutzern werden nicht angezeigt) | |||
| Zeile 5: | Zeile 5: | ||
[[Datei:P_ID1930__Bei_A_4_1.png|right|frame|UTRA–FDD und UTRA–TDD]] | [[Datei:P_ID1930__Bei_A_4_1.png|right|frame|UTRA–FDD und UTRA–TDD]] | ||
| − | Das Anfang der 1990er Jahre geplante und seit 2004 in Europa verfügbare UMTS (''Universal Mobile Telecommunications System'') ist ein | + | Das Anfang der 1990er Jahre geplante und seit 2004 in Europa verfügbare $\rm UMTS$ (''Universal Mobile Telecommunications System'' ) ist ein so genanntes Mobilfunksystem der dritten Generation. |
| + | |||
| + | Es verwendet in beiden Richtungen – ''Uplink'' und ''Downlink'' – das Vielfachzugriffsverfahren [[Modulationsverfahren/Aufgaben_und_Klassifizierung#FDMA.2C_TDMA_und_CDMA|CDMA]] (''Code Division Multiple Access''). | ||
| + | |||
Die Standardisierung sieht im Wesentlichen zwei verschiedene Modi vor: | Die Standardisierung sieht im Wesentlichen zwei verschiedene Modi vor: | ||
| − | *$ | + | *${\rm UTRA–FDD}$ (''UMTS Terrestrial Radio Access Frequency Division Duplex'' ) mit zwölf gepaarten Frequenzbändern für den Uplink $(1920 - 1980 \ \rm MHz)$ und den Downlink $(2110 - 2170 \ \rm MHz)$. |
| − | *$ | + | |
| + | |||
| + | *${\rm UTRA–TDD}$ (''UMTS Terrestrial Radio Access Time Division Duplex'' ) stellt vier Kanäle im Frequenzband von $1900 - 1920 \ \rm MHz$ bereit und einen weiteren bei $2020 - 2025 \ \rm MHz$. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Für das Frequenzband $2010 - 2020 \ \rm MHz$ gibt es derzeit noch keine Lizenz. Dieses ist aber ebenfalls für UTRA–TDD reserviert. | ||
| + | |||
| + | *Die Grafik zeigt schematisch die Frequenzbandbelegungen von UTRA–FDD (oben) und UTRA–TDD (unten). | ||
| + | *Man erkennt, dass sich die beiden Verfahren sowohl hinsichtlich des Vielfachzugriffs als auch bezüglich der Duplexrealisierung durchaus unterscheiden. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| − | |||
| − | + | ''Hinweise:'' | |
| + | *Die Aufgabe gehört zum Kapitel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS|Allgemeine Beschreibung von UMTS]]. | ||
| + | *Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS#Vollduplexverfahren|Vollduplexverfahren]] | ||
| + | |||
| − | |||
| − | |||
===Fragebogen=== | ===Fragebogen=== | ||
| Zeile 24: | Zeile 40: | ||
<quiz display=simple> | <quiz display=simple> | ||
| − | {Welche der | + | {Welche der folgenden Aussagen sind zutreffend? |
| − | |type=" | + | |type="()"} |
- UMTS ist ein Mobilfunksystem der zweiten Generation. | - UMTS ist ein Mobilfunksystem der zweiten Generation. | ||
+ UMTS ist ein Mobilfunksystem der dritten Generation. | + UMTS ist ein Mobilfunksystem der dritten Generation. | ||
- UMTS ist ein Mobilfunksystem der vierten Generation. | - UMTS ist ein Mobilfunksystem der vierten Generation. | ||
| − | {Wie werden „Uplink” und „Downlink” bei UTRA–FDD getrennt? | + | {Wie werden „Uplink” und „Downlink” bei $\rm UTRA–FDD$ getrennt? |
|type="[]"} | |type="[]"} | ||
- Die Daten werden zeitlich getrennt übertragen. | - Die Daten werden zeitlich getrennt übertragen. | ||
| Zeile 36: | Zeile 52: | ||
+ Die Daten werden in gepaarten Frequenzbändern übertragen. | + Die Daten werden in gepaarten Frequenzbändern übertragen. | ||
| − | {Wie werden „Uplink” und „Downlink” bei UTRA–TDD getrennt? | + | {Wie werden „Uplink” und „Downlink” bei $\rm UTRA–TDD$ getrennt? |
|type="[]"} | |type="[]"} | ||
+ Die Daten werden zeitlich getrennt übertragen. | + Die Daten werden zeitlich getrennt übertragen. | ||
| Zeile 42: | Zeile 58: | ||
- Die Daten werden in gepaarten Frequenzbändern übertragen. | - Die Daten werden in gepaarten Frequenzbändern übertragen. | ||
| − | {Wie groß ist die für UTRA–FDD insgesamt zugewiesene Bandbreite? | + | {Wie groß ist die für $\rm UTRA–FDD$ insgesamt zugewiesene Bandbreite? |
|type="{}"} | |type="{}"} | ||
| − | $ | + | $B_{\rm ges} \ = \ $ { 120 3% } $\ \rm MHz $ |
| − | {Welche Bandbreite belegt | + | {Welche Bandbreite belegt bei $\rm UTRA–FDD$ jeder Nutzer nach der Bandspreizung sowohl im Uplink als auch im Downlink? |
|type="{}"} | |type="{}"} | ||
| − | $ | + | $B_{\rm user} \ = \ $ { 5 3% } $ \ \rm MHz $ |
| − | {Wie groß ist die Bandbreite eines jeden Nutzers bei UTRA–TDD? | + | {Wie groß ist die Bandbreite eines jeden Nutzers bei $\rm UTRA–TDD$? |
|type="{}"} | |type="{}"} | ||
| − | $ | + | $B_{\rm user} \ = \ ${ 5 3% } $ \ \rm MHz $ |
{Welche Aussagen treffen zu? | {Welche Aussagen treffen zu? | ||
|type="[]"} | |type="[]"} | ||
| − | + In Europa wird der | + | + In Europa wird ausschließlich der $\rm FDD$–Modus verwendet. |
| − | + Der | + | + Der $\rm TDD$–Modus eignet sich vorwiegend für asymmetrische Dienste. |
</quiz> | </quiz> | ||
| Zeile 64: | Zeile 80: | ||
{{ML-Kopf}} | {{ML-Kopf}} | ||
| − | '''(1)''' Richtig ist die <u>Aussage 2</u> | + | '''(1)''' Richtig ist die <u>Aussage 2</u>: |
| + | *Ein Vertreter der zweiten Mobilfunkgeneration ist [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM|GSM]] (''Global System for Mobile Communications''), das bereits seit Anfang der 1990er Jahre verfügbar ist und auf dem Modulationsverfahren [[Modulationsverfahren/Nichtlineare_digitale_Modulation#GMSK_.E2.80.93_Gaussian_Minimum_Shift_Keying|GMSK]] (''Gaussian Minimum Shift Keying'') basiert. | ||
| + | *Dagegen verwendet UMTS als Vielfachzugriffsverfahren [[Modulationsverfahren/Aufgaben_und_Klassifizierung#FDMA.2C_TDMA_und_CDMA|CDMA]] (''Code Division Multiple Access''). | ||
| + | *Das Mobilfunksystem der vierten Generation ist [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE|LTE]] (''Long Term Evolution''), das auf dem [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM|OFDM–Verfahren]] (''Orthogonal Frequency Division Multiplex'') beruht. Die LTE–Einführung begann Anfang der 2010er Jahre. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | '''(2)''' Aus der Grafik auf der Angabenseite erkennt man, dass für $\rm UTRA–FDD$ die <u>letzte Aussage</u> zutrifft. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | '''(3)''' Richtig sind die <u>Aussagen 1 und 2</u>: | ||
| + | *Gemäß der unteren Grafik erfolgt bei $\rm UTRA–FDD$ die Übertragung von Uplink und Downlink im gleichen Frequenzband. | ||
| + | *Die Trennung geschieht per Zeitmultiplex. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | '''(4)''' Laut Angabe belegen Uplink und Downlink jeweils $60 \ {\rm MHz} \ \Rightarrow \ B_{\rm ges}\hspace{0.15cm}\underline{ = 120 \ \rm MHz}$. | ||
| + | |||
| + | |||
| − | + | '''(5)''' Es gilt jeweils $B_{\rm user} \hspace{0.15cm}\underline{ = 5 \ \rm MHz}$, sowohl im Uplink als auch im Downlink. | |
| + | * Dieser Wert ergibt sich, wenn man die jeweilige gesamte Bandbreite für Uplink und Downlink $(60 \ \rm MHz)$ durch die Anzahl der Kanäle $(12)$ dividiert. | ||
| − | |||
| − | |||
| − | '''( | + | '''(6)''' Hier gilt wiederum $B_{\rm user} \hspace{0.15cm} \underline{= 5 \ \rm MHz}$, wobei aber nun diese Bandbreite per TDMA zwischen Uplink und Downlink aufgeteilt werden muss. |
| − | |||
| − | |||
| − | '''(7)''' <u>Beide Aussagen sind richtig</u>. Bei | + | '''(7)''' <u>Beide Aussagen sind richtig</u>: |
| + | *Es ist nicht geplant, den $\rm TDD$–Modus in Europa anzubieten. | ||
| + | *Bei asymmetrischem Dienst ist das Datenvolumen im Downlink deutlich größer als im Uplink. Hier würde $\rm TDD$–Modus Sinn machen.<br>Beispiele: Surfen und Downloads im Internet. | ||
{{ML-Fuß}} | {{ML-Fuß}} | ||
Aktuelle Version vom 15. August 2019, 16:23 Uhr
UTRA–FDD und UTRA–TDD
Das Anfang der 1990er Jahre geplante und seit 2004 in Europa verfügbare $\rm UMTS$ (Universal Mobile Telecommunications System ) ist ein so genanntes Mobilfunksystem der dritten Generation.
Es verwendet in beiden Richtungen – Uplink und Downlink – das Vielfachzugriffsverfahren CDMA (Code Division Multiple Access).
Die Standardisierung sieht im Wesentlichen zwei verschiedene Modi vor:
- ${\rm UTRA–FDD}$ (UMTS Terrestrial Radio Access Frequency Division Duplex ) mit zwölf gepaarten Frequenzbändern für den Uplink $(1920 - 1980 \ \rm MHz)$ und den Downlink $(2110 - 2170 \ \rm MHz)$.
- ${\rm UTRA–TDD}$ (UMTS Terrestrial Radio Access Time Division Duplex ) stellt vier Kanäle im Frequenzband von $1900 - 1920 \ \rm MHz$ bereit und einen weiteren bei $2020 - 2025 \ \rm MHz$.
Für das Frequenzband $2010 - 2020 \ \rm MHz$ gibt es derzeit noch keine Lizenz. Dieses ist aber ebenfalls für UTRA–TDD reserviert.
- Die Grafik zeigt schematisch die Frequenzbandbelegungen von UTRA–FDD (oben) und UTRA–TDD (unten).
- Man erkennt, dass sich die beiden Verfahren sowohl hinsichtlich des Vielfachzugriffs als auch bezüglich der Duplexrealisierung durchaus unterscheiden.
Hinweise:
- Die Aufgabe gehört zum Kapitel Allgemeine Beschreibung von UMTS.
- Bezug genommen wird insbesondere auf die Seite Vollduplexverfahren
Fragebogen
Musterlösung
(1) Richtig ist die Aussage 2:
- Ein Vertreter der zweiten Mobilfunkgeneration ist GSM (Global System for Mobile Communications), das bereits seit Anfang der 1990er Jahre verfügbar ist und auf dem Modulationsverfahren GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying) basiert.
- Dagegen verwendet UMTS als Vielfachzugriffsverfahren CDMA (Code Division Multiple Access).
- Das Mobilfunksystem der vierten Generation ist LTE (Long Term Evolution), das auf dem OFDM–Verfahren (Orthogonal Frequency Division Multiplex) beruht. Die LTE–Einführung begann Anfang der 2010er Jahre.
(2) Aus der Grafik auf der Angabenseite erkennt man, dass für $\rm UTRA–FDD$ die letzte Aussage zutrifft.
(3) Richtig sind die Aussagen 1 und 2:
- Gemäß der unteren Grafik erfolgt bei $\rm UTRA–FDD$ die Übertragung von Uplink und Downlink im gleichen Frequenzband.
- Die Trennung geschieht per Zeitmultiplex.
(4) Laut Angabe belegen Uplink und Downlink jeweils $60 \ {\rm MHz} \ \Rightarrow \ B_{\rm ges}\hspace{0.15cm}\underline{ = 120 \ \rm MHz}$.
(5) Es gilt jeweils $B_{\rm user} \hspace{0.15cm}\underline{ = 5 \ \rm MHz}$, sowohl im Uplink als auch im Downlink.
- Dieser Wert ergibt sich, wenn man die jeweilige gesamte Bandbreite für Uplink und Downlink $(60 \ \rm MHz)$ durch die Anzahl der Kanäle $(12)$ dividiert.
(6) Hier gilt wiederum $B_{\rm user} \hspace{0.15cm} \underline{= 5 \ \rm MHz}$, wobei aber nun diese Bandbreite per TDMA zwischen Uplink und Downlink aufgeteilt werden muss.
(7) Beide Aussagen sind richtig:
- Es ist nicht geplant, den $\rm TDD$–Modus in Europa anzubieten.
- Bei asymmetrischem Dienst ist das Datenvolumen im Downlink deutlich größer als im Uplink. Hier würde $\rm TDD$–Modus Sinn machen.
Beispiele: Surfen und Downloads im Internet.
