Aufgabe 4.3Z: Zugriffsverfahren bei LTE

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Beispielhafte Frequenz–Zeit–Belegungen

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 zeigt zwei Schaubilder  $\rm A$  und  $\rm B$  mit beispielhaften Frequenz–Zeit–Belegungen.  Sie sollen entscheiden, welche Zugriffsverfahren durch diese beiden Schaubilder erklärt werden sollen.

Hinweise:

• Die Aufgabe gehört zum Kapitel  Anwendung von OFDMA und SC-FDMA in LTE.
• Alle erforderlichen Informationen finden Sie auf der Seite  Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen OFDM und OFDMA  sowie 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  $\rm A$,
	Schaubild  $\rm B$.

4

Was gilt hinsichtlich der Ressourcenzuteilung?

	Die OFDMA–Ressourcenzuteilung ist flexibler als bei OFDM.
	Um diese Flexibilität nutzen zu können, ist eine Abstimmung zwischen Basisstation ($eNodeB$) und 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  $\rm (OFDMA)$  im Downlink,
• Single Carrier Frequency Division Multiple Access  $\rm (SC–TDMA)$  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.
• 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   ⇒   Schaubild  $\rm B$.

(4)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 1 und 2 im Gegensatz zum Vorschlag 3:

• 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.  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 Null.