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I. Zettl:
"Leistungsregelung in asynchronen CDMA-Netzen";
Supervisor: A. Goiser; Institut für Industrielle Elektronik und Materialwissenschaften, 2001.

Due to the robust nature of CDMA-Systems it is often discussed for future mobile communication systems. In this thesis the influence of power-control on the overall performance of the system is investigated. For the multipath environment, the Rake-structure is investigated. Theoretical and simulations agree within the simulation accuracy. The study turns out, as expected, that power-control is an important task in a CDMA-system.

Durch die robuste Natur der Spread-Spectrum Systeme haben sie in die künftigen Anwendungen der mobilen Kommunikation Eingang gefunden. Die Standardisierung von UMTS berücksichtigt diese Eigenschaft in Form des W-CDMA Konzeptes. Der für diese Anwendung relevante Vorteil liegt in der natürlichen Diversität, die ein Spread-Spectrum System in einem Mehrwegekanal aufweist. Der Mehrfachzugriff auf einen gemeinsamen Kanal wird als CDMA (Code Division Multiple Access) bezeichnet. Dadurch steht jedem Teilnehmer das natürliche Diversiätsverhalten zur Verfügung. Da diese Variante eines Mehrbenutzersystems ein Kollisionssystem darstellt, ist eine schnelle und genaue Leistungsregelung notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Leistungsregelung für asynchrone CDMA-Netze untersucht. Neben rechnerischen Lösungen wurden Simulationen des Verhaltens der Leistungsregelung durchgeführt. Beide Ergebnisse stimmen mit der Genauigkeit der verwendeten Näherungen im rechnerischen Ansatz überein. Es wurde die Leistungsregelung in asynchronen CDMA-Netzen unter Berücksichtigung von Mehrbenutzerstörungen und Mehrwegeausbreitung analysiert. Die Simulationen konzentrieren sich auf den Zeitbereich, um das Regelverhalten zu beschreiben. Bei Mehrwegeausbreitung wurden Rake-Empfänger mit maximal 3 Fingern verwendet, sonst kamen Korrelationsempfänger zur Anwendung. Die Mehrbenutzerstörungen wurden in der Chipebene simuliert, sodaß} deren Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit des Leistungsregelungsalgorithmus studiert werden konnte. Es werden die nachrichtentechnischen Grundlagen der Simulation von CDMA-Systemen aufbereitet und theoretische Ausdrücke für die zu erwartende Übertragungsqualität präsentiert. Nach dieser allgemeinen Betrachtung der CDMA-Netze und der eingesetzten Empfänger wurden die in UMTS verwendeten Spread-Spectrum Folgen analysiert. Diese haben, konzeptbedingt, einen wesentlichen Einfluß auf die Systemkapazität. Die Simulationen der Viterbi-Decoder für die verwendeten Spread-Spectrum Folgen in einer Mehrbenutzerumgebung geben die Rahmenbedingungen vor, unter denen in realen UMTS-Systemen die geforderte Übertragungsqualität erbracht werden muß. Mit den daraus gewonnen Erkenntnissen wurden Regelalgorithmen für die Leistungsregelung entwickelt. Unterschieden wurde wie bei UMTS in "Outer-Loop" und "Inner-Loop" Power Control. Die Ergebnisse dieser Arbeiten können wie folgt zusammengefaßt werden: Die Übertragungsqualität der Leistungsregelung für perfekte Kanäle, wenn auf konstantes SNIR (Verhältnis von Signalleistung zu Gesamtstörleistung) geregelt wird, unterscheidet sich von der bei Regelung auf konstante Empfangsleistung erreichbaren Qualität nur unwesentlich. Für die Leistungsregelung in Mehrwegekanälen liefert jedoch nur mehr die Regelung auf konstantes SNIR brauchbare Ergebnisse. Für die Anzahl der Time Slots über die gemittelt wird, hat sich der Wert 4 als günstig erwiesen. Die Ergebnisse für bewegte Teilnehmer in Mehrwegekanälen unterscheiden sich durch die Verwendung des Rake-Empfängers nicht wesentlich von den Ergebnissen für unbewegte Teilnehmer in Mehrwegekanälen. Dies ist auf die perfekte Synchronisation und die verwendeten Rake-Empfänger zurückzuführen. Es hat sich gezeigt, daß die Leistungsregelung eine Schlüsselrolle in der erreichbaren Kapazität von CDMA-Netzen einnimmt.