Modulationsverfahren/Aufgaben und Klassifizierung - Versionsgeschichte

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	{{Display}}		{{Display}}
			[[en:Modulation_Methods/Tasks_and_Classification]]

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	Code Division Multiple Access” des Praktikums „Simulation Digitaler Übertragungssysteme”.  Diese (ehemalige) LNT-Lehrveranstaltung an der TU München basiert auf		Code Division Multiple Access” des Praktikums „Simulation Digitaler Übertragungssysteme”.  Diese (ehemalige) LNT-Lehrveranstaltung an der TU München basiert auf

	*der Lehrsoftware  [~~http://www.lntwww.de~~/downloads/Sonstiges/Programme/CDMA.zip CDMA]   ⇒   Link verweist auf die ZIP-Version des Programms und		*der Lehrsoftware  [/downloads/Sonstiges/Programme/CDMA.zip CDMA]   ⇒   Link verweist auf die ZIP-Version des Programms und
	*der zugehörigen  [~~http://www.lntwww.de~~/downloads/Sonstiges/Texte/Code_Division_Multiple_Access.pdf Praktikumsanleitung]   ⇒   Link verweist auf die PDF-Version.		*der zugehörigen  [/downloads/Sonstiges/Texte/Code_Division_Multiple_Access.pdf Praktikumsanleitung]   ⇒   Link verweist auf die PDF-Version.

Guenter am 28. November 2021 um 13:54 Uhr

2021-11-28T13:54:44Z

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Guenter am 25. April 2020 um 12:45 Uhr

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	==Anwendungsbeispiele==		==Anwendungsbeispiele==
	<br>		<br>
	[[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|Zeitmultiplex]]  (TDM) wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten  ''Plesiochronous Digital Hierarchy''  (PDH). Ausgehend von der Datenrate  $\text{2.048 Mbit/s}$  ergeben sich die höheren Bitraten  $\text{8.448, 34.368, 139.264}$  und  $\text{564.992 Mbit/s}$, jeweils durch Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads. Seit 1988 gibt es ~~daneben~~ die  ''Synchronous Digital Hierarchy''  (SDH) mit den Datenraten  $\text{155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28, 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s}$ $($jeweils genau der Faktor $4)$, die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.		'''(1)'''  [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|Zeitmultiplex]]  $\rm (TDM)$  wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten  ''Plesiochronous Digital Hierarchy''  $\rm (PDH)$.
			*Ausgehend von der Datenrate  $\text{2.048 Mbit/s}$  ergeben sich die höheren Bitraten  $\text{8.448, 34.368, 139.264}$  und  $\text{564.992 Mbit/s}$, jeweils durch Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads.
			*Seit 1988 gibt es noch die  ''Synchronous Digital Hierarchy''  $\rm (SDH)$  mit den Datenraten  $\text{155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28, 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s}$  $($jeweils genau der Faktor $4)$, die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.


	Das älteste Multiplexverfahren ist  [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|Frequenzmultiplex]]  (FDM), das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird. Beispielsweise umfasst der VHF ~~II–Bereich~~ – besser bekannt als UKW – den Frequenzbereich von  $\text{87.5}$  bis  $\text{108 MHz}$, also eine Bandbreite von  $\text{20.5 MHz}$. Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von  $\text{300 kHz}$  konnten ~~somit~~  $K = 68$  Kanäle bereitgestellt werden. Heutzutage wird das Kanalraster mit  $\text{150 kHz}$  Abstand meist enger gewählt.		'''(2)'''  Das älteste Multiplexverfahren ist  [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|Frequenzmultiplex]]  $\rm (FDM)$, das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird.
			*Beispielsweise umfasst der &bdquo;VHF II”–Bereich – besser bekannt als &bdquo;UKW” – den Frequenzbereich von  $\text{87.5}$  bis  $\text{108 MHz}$, also eine Bandbreite von  $\text{20.5 MHz}$.
			*Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von  $\text{300 kHz}$  konnten  $K = 68$  Kanäle bereitgestellt werden.  Heutzutage wird das Kanalraster mit  $\text{150 kHz}$  Abstand meist enger gewählt.


	Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|GSM]]  (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente. ~~Die gesamte im sog. D–Band zur Verfügung stehende Bandbreite~~  ~~$B\text{ = 24.8 MHz}$ – bei~~ der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation (''Uplink'')  der Frequenzbereich  $890.1$ ...  $914.9 \ \rm MHz$ und in der Gegenrichtung (''Downlink'')  der Bereich  $935.1$ ...  $959.9 \ \rm MHz$ – wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in  $124$  jeweils  $\text{200 kHz}$  breite Bänder unterteilt. Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch)  $\text{8 · 124 = 992}$. Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von  $\text{330}$  $($Reuse–Faktor $3)$.		'''(3)'''  Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|$\rm GSM$]]  (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente.
			*Bei der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation  $\rm (Uplink)$  wird der Frequenzbereich  $890.1$ ...  $914.9 \ \rm MHz$  genutzt und in der Gegenrichtung  $\rm (Downlink)$  der Bereich  $935.1$ ...  $959.9 \ \rm MHz$.
			*Die gesamte im so genannten &bdquo;D–Band” zur Verfügung stehende Bandbreite  $B\text{ = 24.8 MHz}$  für Uplink und Downlink wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in  $124$  jeweils  $\text{200 kHz}$  breite Bänder unterteilt.
			*Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch)  $\text{8 · 124 = 992}$.  Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von  $\text{330}$  $($Reuse–Faktor $3)$.


	Von großer Bedeutung ist  ''Orthogonal Frequency Division Multiplex''  (OFDM), ~~auf dem~~ sowohl das leitungsgebundene  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|DSL]]  (''Digital Subscriber Line'') als auch das 4G–Mobilfunksystem  [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|LTE]]  (''Long Term Evolution'') ~~aufbaut~~. ~~Hierbei~~ handelt es sich um ~~ein Mehrträgersystem~~, bei ~~dem~~ sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören. ~~Das OFDM–Prinzip wird im  [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]]  im Detail beschrieben.~~		'''(4)'''  Von großer Bedeutung ist  ''Orthogonal Frequency Division Multiplex''  $\rm (OFDM)$, das im  [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]]  im Detail beschrieben wird.
			*Hierauf baut sowohl das leitungsgebundene  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|$\rm DSL$]]  (''Digital Subscriber Line'')  als auch das 4G–Mobilfunksystem  [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|$\rm LTE$]]  (''Long Term Evolution'')  auf.
			*Es handelt sich hierbei um Mehrträgersysteme, bei denen sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören.



	Vorher betrachten wir ~~aber~~ in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und  ''Code Division Multiple Access''  (CDMA)~~, das~~ zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|UMTS]]  (''Universal Mobile Telecommunications System'')  Anwendung ~~findet~~.		'''(5)'''  Vorher betrachten wir in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und  ''Code Division Multiple Access''  $\rm (CDMA)$.
			* Dieses findet zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|$\rm UMTS$]]  (''Universal Mobile Telecommunications System'')  Anwendung.

	==Aufgaben zum Kapitel==		==Aufgaben zum Kapitel==

Guenter am 24. April 2020 um 16:25 Uhr

2020-04-24T16:25:54Z

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Guenter am 14. Januar 2019 um 10:17 Uhr

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	==Anwendungsbeispiele==		==Anwendungsbeispiele==
	<br>		<br>
	[[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|~~'''~~Zeitmultiplex~~'''~~]]  (TDM) wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten  ''Plesiochronous Digital Hierarchy''  (PDH). Ausgehend von der Datenrate  $\text{2.048 Mbit/s}$  ergeben sich die höheren Bitraten  $\text{8.448, 34.368, 139.264}$  und  $\text{564.992 Mbit/s}$, jeweils durch Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads. Seit 1988 gibt es daneben die  ''Synchronous Digital Hierarchy''  (SDH) mit den Datenraten  $\text{155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28, 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s}$ $($jeweils genau der Faktor $4)$, die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.		[[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|Zeitmultiplex]]  (TDM) wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten  ''Plesiochronous Digital Hierarchy''  (PDH). Ausgehend von der Datenrate  $\text{2.048 Mbit/s}$  ergeben sich die höheren Bitraten  $\text{8.448, 34.368, 139.264}$  und  $\text{564.992 Mbit/s}$, jeweils durch Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads. Seit 1988 gibt es daneben die  ''Synchronous Digital Hierarchy''  (SDH) mit den Datenraten  $\text{155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28, 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s}$ $($jeweils genau der Faktor $4)$, die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.


	Das älteste Multiplexverfahren ist  [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|~~'''~~Frequenzmultiplex~~'''~~]]  (FDM), das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird. Beispielsweise umfasst der VHF II–Bereich – besser bekannt als UKW – den Frequenzbereich von  $\text{87.5}$  bis  $\text{108 MHz}$, also eine Bandbreite von  $\text{20.5 MHz}$. Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von  $\text{300 kHz}$  konnten somit  $K = 68$  Kanäle bereitgestellt werden. Heutzutage wird das Kanalraster mit  $\text{150 kHz}$  Abstand meist enger gewählt.		Das älteste Multiplexverfahren ist  [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|Frequenzmultiplex]]  (FDM), das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird. Beispielsweise umfasst der VHF II–Bereich – besser bekannt als UKW – den Frequenzbereich von  $\text{87.5}$  bis  $\text{108 MHz}$, also eine Bandbreite von  $\text{20.5 MHz}$. Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von  $\text{300 kHz}$  konnten somit  $K = 68$  Kanäle bereitgestellt werden. Heutzutage wird das Kanalraster mit  $\text{150 kHz}$  Abstand meist enger gewählt.


	Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|~~'''~~GSM~~'''~~]]  (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente. Die gesamte im sog. D–Band zur Verfügung stehende Bandbreite  $B\text{ = 24.8 MHz}$ – bei der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation (''Uplink'')  der Frequenzbereich  $890.1$ ...  $914.9 \ \rm MHz$ und in der Gegenrichtung (''Downlink'')  der Bereich  $935.1$ ...  $959.9 \ \rm MHz$ – wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in  $124$  jeweils  $\text{200 kHz}$  breite Bänder unterteilt. Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch)  $\text{8 · 124 = 992}$. Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von  $\text{330}$  $($Reuse–Faktor $3)$.		Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|GSM]]  (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente. Die gesamte im sog. D–Band zur Verfügung stehende Bandbreite  $B\text{ = 24.8 MHz}$ – bei der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation (''Uplink'')  der Frequenzbereich  $890.1$ ...  $914.9 \ \rm MHz$ und in der Gegenrichtung (''Downlink'')  der Bereich  $935.1$ ...  $959.9 \ \rm MHz$ – wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in  $124$  jeweils  $\text{200 kHz}$  breite Bänder unterteilt. Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch)  $\text{8 · 124 = 992}$. Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von  $\text{330}$  $($Reuse–Faktor $3)$.


	Von großer Bedeutung ist  ''Orthogonal Frequency Division Multiplex''  (OFDM), auf dem sowohl das leitungsgebundene  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|~~'''~~DSL~~'''~~]]  (''Digital Subscriber Line'') als auch das 4G–Mobilfunksystem  [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|~~'''~~LTE~~'''~~]]  (''Long Term Evolution'') aufbaut. Hierbei handelt es sich um ein Mehrträgersystem, bei dem sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören. Das OFDM–Prinzip wird im  [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]]  im Detail beschrieben.		Von großer Bedeutung ist  ''Orthogonal Frequency Division Multiplex''  (OFDM), auf dem sowohl das leitungsgebundene  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|DSL]]  (''Digital Subscriber Line'') als auch das 4G–Mobilfunksystem  [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|LTE]]  (''Long Term Evolution'') aufbaut. Hierbei handelt es sich um ein Mehrträgersystem, bei dem sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören. Das OFDM–Prinzip wird im  [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]]  im Detail beschrieben.


	Vorher betrachten wir aber in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und  ''Code Division Multiple Access''  (CDMA), das zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|~~'''~~UMTS~~'''~~]]  (''Universal Mobile Telecommunications System'')  Anwendung findet.		Vorher betrachten wir aber in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und  ''Code Division Multiple Access''  (CDMA), das zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard  [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|UMTS]]  (''Universal Mobile Telecommunications System'')  Anwendung findet.

	==Aufgaben zum Kapitel==		==Aufgaben zum Kapitel==

Guenter am 14. Januar 2019 um 10:14 Uhr

2019-01-14T10:14:09Z

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Guenter am 30. Mai 2018 um 08:23 Uhr

2018-05-30T08:23:00Z

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	== # ÜBERBLICK ZUM FÜNFTEN HAUPTKAPITEL # ==		== # ÜBERBLICK ZUM FÜNFTEN HAUPTKAPITEL # ==
			<br>
	Im letzten Kapitel des Buches &bdquo;Modulationsverfahren” werden mit ''CDM'' und ''OFDM'' zwei Beispiele moderner digitaler Modulationsverfahren behandelt, die häufig auch – unter den Bezeichnungen ''CDMA'' bzw. ''OFDMA'' – als Vielfachzugriffsverfahren angewandt werden.		Im letzten Kapitel des Buches &bdquo;Modulationsverfahren” werden mit ''CDM'' und ''OFDM'' zwei Beispiele moderner digitaler Modulationsverfahren behandelt, die häufig auch – unter den Bezeichnungen ''CDMA'' bzw. ''OFDMA'' – als Vielfachzugriffsverfahren angewandt werden.

	Bei '''CDMA''' (''Code Division Multiple Access'') wird für jeden Teilnehmer eine spezifische Spreizfolge bereitgestellt. Solche Spreizfolgen – und damit auch das Gesamtsignal – sind im Vergleich zum Nutzsignal hochfrequent, so dass dieses Verfahren auch als Bandspreizung bezeichnet wird. Insbesondere wird es in den Zellularnetzen der dritten Generation wie zum Beispiel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|UMTS]] eingesetzt.		Bei '''CDMA''' (''Code Division Multiple Access'') wird für jeden Teilnehmer eine spezifische Spreizfolge bereitgestellt. Solche Spreizfolgen – und damit auch das Gesamtsignal – sind im Vergleich zum Nutzsignal hochfrequent, so dass dieses Verfahren auch als Bandspreizung bezeichnet wird. Insbesondere wird es in den Zellularnetzen der dritten Generation wie zum Beispiel [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|UMTS]] eingesetzt.

	Bei '''OFDM''' (''Orthogonal Frequency Division Multiplex'') handelt es sich um ein Mehrträger–Modulationsverfahren, das auf der Orthogonalität der verwendeten, meist sehr vielen Träger basiert. Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften wird es zunehmend bei leitungsgebundenen (xDSL) und bei mobilen Systemen angewandt. Insbesondere findet es in den Zellularnetzen der vierten Generation (4G) als Vielfachzugriffsverfahren (''OFDMA'') Anwendung. Genaueres im Kapitel [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|LTE]] des Buches „Mobile Kommunikation”.		Bei '''OFDM''' (''Orthogonal Frequency Division Multiplex'') handelt es sich um ein Mehrträger–Modulationsverfahren, das auf der Orthogonalität der verwendeten, meist sehr vielen Träger basiert. Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften wird es zunehmend bei leitungsgebundenen ([[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|xDSL]]) und bei mobilen Systemen angewandt. Insbesondere findet es in den Zellularnetzen der vierten Generation (4G) als Vielfachzugriffsverfahren (''OFDMA'') Anwendung. Genaueres im Kapitel [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|LTE]] des Buches „Mobile Kommunikation”.

			Dieses Kapitel beinhaltet im Einzelnen:
			*die Aufgaben von Vielfachzugriffsverfahren allgemein,
			*eine allgemeine Beschreibung von Bandspreizverfahren,
			*Realisierungsaspekte und Anwendungen von CDMA,
			*eine allgemeine Beschreibung von OFDM,
			*Realisierungsaspekte und Anwendungen von OFDM.


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	~~Das erste Unterkapitel &bdquo;Aufgaben und Klaaasifizierung” ist wie folgt gegliedert:~~


	==Multiplexer und Demultiplexer==		==Multiplexer und Demultiplexer==
			<br>
	Bisher sind wir stets von einer einzigen Nachrichtenquelle ausgegangen, die Informationen		Bisher sind wir stets von einer einzigen Nachrichtenquelle ausgegangen, die Informationen
	*zu einer einzigen Sinke überträgt (Punkt–zu–Punkt–Verbindung), oder		*zu einer einzigen Sinke überträgt (Punkt–zu–Punkt–Verbindung), oder
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	Die Grafik zeigt die Vorgehensweise:		Die Grafik zeigt die Vorgehensweise:
	*Die $K$ Quellensignale $~~q_k~~(t)$ werden jeweils geeignet moduliert, vom Multiplexer (MUX) zum Sendesignal $s(t)$ zusammengefasst und anschließend über den gemeinsamen physikalischen Kanal übertragen.		*Die $K$ Quellensignale $q_1(t)$, ... , $q_K(t)$ werden jeweils geeignet moduliert, vom Multiplexer (MUX) zum Sendesignal $s(t)$ zusammengefasst und anschließend über den gemeinsamen physikalischen Kanal übertragen.
	*Der Demultiplexer (DEMUX) hat die Aufgabe, die Informationen für die $K$ Teilnehmer (Sinken) aus dem Empfangssignal $r(t)$ zu extrahieren.		*Der Demultiplexer (DEMUX) hat die Aufgabe, die Informationen für die $K$ Teilnehmer (Sinken) aus dem Empfangssignal $r(t)$ zu extrahieren.

	==FDMA, TDMA und CDMA==		==FDMA, TDMA und CDMA==
			<br>
	Die folgende Grafik mit den drei Achsen Zeit, Frequenz und Leistung verdeutlicht drei weit verbreitete '''Vielfachzugriffsverfahren''', nämlich		Die folgende Grafik mit den drei Achsen Zeit, Frequenz und Leistung verdeutlicht drei weit verbreitete '''Vielfachzugriffsverfahren''', nämlich
	* ''Frequency Division Multiple Access'' (FDMA),		* ''Frequency Division Multiple Access'' (FDMA),
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	==Anwendungsbeispiele==		==Anwendungsbeispiele==
	#[[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|''Zeitmultiplex'']] (TDM) wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten ''Plesiochronous Digital Hierarchy'' (PDH). Ausgehend von der Datenrate 2.048 Mbit/s ergeben sich die höheren Bitraten 8.448, 34.368, 139.264 und 564.992 Mbit/s, jeweils durch eine Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads. Seit 1988 gibt es daneben die ''Synchronous Digital Hierarchy'' (SDH) mit den Datenraten 155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28 und 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s (jeweils genau Faktor 4), die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.		<br>
	#Das älteste Multiplexverfahren ist [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|''Frequenzmultiplex'']] (FDM), das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird. Beispielsweise umfasst der VHF II–Bereich – besser bekannt als UKW – den Frequenzbereich von 87.5 bis 108 MHz, also eine Bandbreite von 20.5 MHz. Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von 300 kHz konnten somit $K = 68$ Kanäle bereitgestellt werden. Heutzutage wird das Kanalraster mit 150 kHz Abstand meist enger gewählt.		[[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#Zeitmultiplexverfahren\|'''Zeitmultiplex''']] (TDM) wird schon sehr lange eingesetzt, zum Beispiel in der 1972 standardisierten ''Plesiochronous Digital Hierarchy'' (PDH). Ausgehend von der Datenrate 2.048 Mbit/s ergeben sich die höheren Bitraten 8.448, 34.368, 139.264 und 564.992 Mbit/s, jeweils durch eine Vervierfachung unter Berücksichtigung eines gewissen Overheads. Seit 1988 gibt es daneben die ''Synchronous Digital Hierarchy'' (SDH) mit den Datenraten 155.52, 622.08, 2488.32, 9953.28 und 39813.12 Mbit/s ≈ 40 Gbit/s (jeweils genau Faktor 4), die in den neueren optischen Systemen zum Einsatz kommt.
	#Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|GSM]] (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente. Die gesamte im sog. D–Band zur Verfügung stehende Bandbreite <i>B</i> = 24.8 MHz – bei der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation (''Uplink'') der Frequenzbereich 890.1 ... 914.9 MHz und in der Gegenrichtung (''Downlink'') der Bereich 935.1 ... 959.9 MHz – wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in 124 jeweils 200 kHz breite Bänder unterteilt. Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch) 8 · 124 = 992. Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von 330 (Reuse–Faktor 3).
	#Von großer Bedeutung ist ''Orthogonal Frequency Division Multiplex'' (OFDM), auf dem sowohl [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|DSL]] (''Digital Subscriber Line'') als auch das 4G–Mobilfunksystem [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|LTE]] (Long Term Evolution) aufbaut. Hierbei handelt es sich um ein Mehrträgersystem, bei dem sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören. Das OFDM–Prinzip wird im [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]] im Detail beschrieben.

			Das älteste Multiplexverfahren ist [[Modulationsverfahren/Zielsetzung_von_Modulation_und_Demodulation#B.C3.BCndelung_von_Kan.C3.A4len_.E2.80.93_Frequenzmultiplex\|'''Frequenzmultiplex''']] (FDM), das bereits seit den Anfängen der analogen Rundfunktechnik in den 1930er Jahren eingesetzt wird. Beispielsweise umfasst der VHF II–Bereich – besser bekannt als UKW – den Frequenzbereich von 87.5 bis 108 MHz, also eine Bandbreite von 20.5 MHz. Mit dem ursprünglichen Frequenzraster von 300 kHz konnten somit $K = 68$ Kanäle bereitgestellt werden. Heutzutage wird das Kanalraster mit 150 kHz Abstand meist enger gewählt.

	Vorher betrachten wir aber in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und ''Code Division Multiple Access'' (CDMA), das zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|UMTS]] (''Universal Mobile Telecommunications System'') Anwendung findet.
			Der Anfang der 1990er Jahre eingeführte europäische Mobilfunkstandard [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_GSM\|'''GSM''']] (''Global System for Mobile Communications'') benutzt neben einer TDMA–Komponente (acht Zeitschlitze pro Frequenzkanal) ebenfalls eine FDMA–Komponente. Die gesamte im sog. D–Band zur Verfügung stehende Bandbreite <i>B</i> = 24.8 MHz – bei der Verbindung von der Mobilstation zur Basisstation (''Uplink'') der Frequenzbereich 890.1 ... 914.9 MHz und in der Gegenrichtung (''Downlink'') der Bereich 935.1 ... 959.9 MHz – wird per Frequenzmultiplex (FDMA) in 124 jeweils 200 kHz breite Bänder unterteilt. Die maximal mögliche Kanalzahl beträgt somit (theoretisch) 8 · 124 = 992. Da allerdings benachbarte Zellen nicht die gleichen Frequenzen benutzen dürfen, da es sonst an den Zellgrenzen zu einem beträchtlichem Qualitätsverlust käme, ergibt sich für das GSM–System eine maximal mögliche Kanalzahl von 330 (Reuse–Faktor 3).


			Von großer Bedeutung ist ''Orthogonal Frequency Division Multiplex'' (OFDM), auf dem sowohl [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL\|'''DSL''']] (''Digital Subscriber Line'') als auch das 4G–Mobilfunksystem [[Mobile_Kommunikation/Allgemeines_zum_Mobilfunkstandard_LTE\|'''LTE''']] (''Long Term Evolution'') aufbaut. Hierbei handelt es sich um ein Mehrträgersystem, bei dem sich die einzelnen Spektralfunktionen zwar überlappen, aber auf Grund von Orthogonalität nicht stören. Das OFDM–Prinzip wird im [[Modulationsverfahren/Allgemeine_Beschreibung_von_OFDM\|zweiten Teils dieses Kapitels]] im Detail beschrieben.


			Vorher betrachten wir aber in den drei folgenden Kapiteln verschiedene Varianten von bandspreizenden Verfahren und ''Code Division Multiple Access'' (CDMA), das zum Beispiel im 3G–Mobilfunkstandard [[Beispiele_von_Nachrichtensystemen/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS\|'''UMTS''']] (''Universal Mobile Telecommunications System'') Anwendung findet.

	==Aufgaben zum Kapitel==		==Aufgaben zum Kapitel==
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			[[Aufgaben:5.1 FDMA, TDMA und CDMA\|Aufgabe 5.1: FDMA, TDMA und CDMA]]

	~~[[Aufgaben:5.1 FDMA, TDMA und CDMA\|Aufgabe 5.1:   FDMA, TDMA und CDMA]]~~		[[Aufgaben:5.1Z GSM–System/E–Band\|Aufgabe 5.1Z: GSM–System/E–Band]]

	[[Aufgaben:5.1Z GSM–System/E–Band\|~~Zusatzaufgabe~~ 5.1Z: ~~ ~~ GSM–System/E–Band]]


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Hussain am 19. Dezember 2017 um 20:33 Uhr

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			== # ÜBERBLICK ZUM FÜNFTEN HAUPTKAPITEL # ==

	Im letzten Kapitel des Buches &bdquo;Modulationsverfahren” werden mit ''CDM'' und ''OFDM'' zwei Beispiele moderner digitaler Modulationsverfahren behandelt, die häufig auch – unter den Bezeichnungen ''CDMA'' bzw. ''OFDMA'' – als Vielfachzugriffsverfahren angewandt werden.		Im letzten Kapitel des Buches &bdquo;Modulationsverfahren” werden mit ''CDM'' und ''OFDM'' zwei Beispiele moderner digitaler Modulationsverfahren behandelt, die häufig auch – unter den Bezeichnungen ''CDMA'' bzw. ''OFDMA'' – als Vielfachzugriffsverfahren angewandt werden.

Guenter am 3. August 2017 um 11:14 Uhr

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	Weitere Informationen zum Thema sowie Aufgaben, Simulationen und Programmierübungen finden Sie im Versuch &bdquo;~~Digitale Modulationsverfahren~~” des Praktikums „Simulation Digitaler Übertragungssysteme ”. Diese (ehemalige) LNT-Lehrveranstaltung an der TU München basiert auf		Weitere Informationen zum Thema sowie Aufgaben, Simulationen und Programmierübungen finden Sie im Versuch &bdquo;Bandspreizung &
			Code Division Multiple Access” des Praktikums „Simulation Digitaler Übertragungssysteme ”. Diese (ehemalige) LNT-Lehrveranstaltung an der TU München basiert auf

	*der Lehrsoftware [http://www.lntwww.de/downloads/Sonstiges/Programme/CDMA.zip CDMA]  ⇒  Link verweist auf die ZIP-Version des Programms und		*der Lehrsoftware [http://www.lntwww.de/downloads/Sonstiges/Programme/CDMA.zip CDMA]  ⇒  Link verweist auf die ZIP-Version des Programms und