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Bitfehlerhäufigkeit und Optimierung des DVB-T-Systems für hochmobile Teilnehmer

Gaspard, Ingo :
Bitfehlerhäufigkeit und Optimierung des DVB-T-Systems für hochmobile Teilnehmer.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2003)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Bitfehlerhäufigkeit und Optimierung des DVB-T-Systems für hochmobile Teilnehmer
Language: German
Abstract:

Mit Beschluss der Bundesregierung aus dem Jahre 1998 soll das analoge terrestrische Fernsehen durch das DVB-T-System (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) bis zum Jahre 2010 abgelöst werden. Vor dem Hintergrund, dass zur Zeit nur noch 8% aller Haushalte in Deutschland Fernsehen ausschließlich über den terrestrischen Verbreitungsweg empfangen, sind für die Einführung Alleinstellungsmerkmale für einen wirtschaftlichen Erfolg unverzichtbar. Der Mobilempfang von DVB-T stellt ein solches Alleinstellungsmerkmal dar. Parallel hierzu werden bereits jetzt Konzepte erarbeitet, Mobilfunksysteme der dritten Generation (UMTS) um einen breitbandigen Downlink zu erweitern, damit das in der Zukunft erwartete Verkehrsaufkommen durch asymmetrische Multimediadienste bewältigt werden kann. DVB-T stellt hierzu eine standardisierte Funkschnittstelle dar, die Teil dieser Konzepte ist und u.a. im Rahmen des kürzlich erfolgreich abgeschlossenen BMB+F-Förderprojekt UMTSplus/COMCAR untersucht wurde. Vor diesem Hintergrund kommt der Betrachtung des mobilen DVB-T-Empfangs in doppelter Hinsicht eine große Bedeutung zu. In der vorliegenden Arbeit werden zunächst auf der Grundlage breitbandiger Kanalimpuls-antwortmessungen des zeitvarianten Mobilfunkkanals stochastische Modelle zur Modellierung des schnellen und langsamen Fadings abgeleitet. Sowohl Richtungseigenschaften des Funkkanals, als auch Aussagen zur Shannon’schen Kanal-kapazität bei Betrachtung als MIMO (Multiple Input Multiple Output)-System werden für gemessene Kanäle angegeben. Neben dem Einfluss von Intersymbol- und Nachbarkanal-Interferenz kommt der Kanalschätzung eine wichtige Bedeutung bei der Leistungsfähigkeit des Mobilempfangs von DVB-T zu. Für diese Einflussgrößen werden analytische Abschätzungen der Bitfehlerhäufigkeit ohne Kanalcodierung hergeleitet und mit Simulationsergebnissen verglichen. Darüber hinaus werden zum ersten Mal für DVB-T analytische Abschätzungen zur codierten Bitfehlerhäufigkeit unter Berücksichtigung der inneren Faltungscodierung mit korrelierten Fadingabtastwerten abgeleitet und anhand von Simulationen validiert. Aufgrund der hervorragenden Übereinstimmung kann die wesentlich schnellere, analytische Abschätzung zur codierten Bitfehlerhäufigkeit anschließend effizient zur verbesserten Funknetzplanung eingesetzt werden. Weiterhin werden verschiedene Möglichkeiten zur empfängerseitigen Verbesserung des Mobilempfangs aufgezeigt und analysiert. Aus Gründen der Standardkonformität und aufgrund des geringen Aufwandes stellt sich ein im Rahmen dieser Arbeit entwickeltes, neuartiges Combining-Verfahren zum Diversityempfang als besonders günstig heraus. Die Praxistauglichkeit dieses Verfahrens wird anhand von Messungen an einem realisierten Prototypen nachgewiesen.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
According to the decision of the German Government in 1998 the analogue TV shall be replaced by the DVB-T system (Digital Video Broadcasting – Terrestrial) until the year 2010. Because at present (2003) only 8% of all households all over Germany are watching TV exclusively via terrestrial distribution it is very important to have some key features to make the introduction of DVB-T an economic success. The mobile reception of DVB-T is such a key feature. In parallel, concepts are proposed today to enhance third generation (UMTS) mobile radio systems by a broadband downlink, in order to manage the expected future traffic volume of asymmetric multi media services. DVB-T could be one standardized air interface for this purpose and has been investigated therefore in the recently successfully completed BMB+F research project UMTSplus/COMCAR. Since mobile reception of DVB-T is of importance for these two purposes stochastic models for fast and slow fading of the time-varying mobile radio channel are derived on the basis of comprehensive wideband channel impulse response measurements. Direction of arrival as well as channel capacity investigation results in MIMO (multiple input multiple output) systems are given in this thesis. Besides the impact of inter symbol and adjacent channel interference onto the performance of mobile DVB-T reception, the channel estimation is important and has to be analysed. Therefore, under consideration of all these issues, analytical expressions for the gross bit error rate are derived and compared with simulation results. For the first time, an analytical estimation of the coded bit error rate of DVB-T is derived, including the inner convolutional coding scheme for correlated fading and validated by simulation. Due to the very good agreement of simulation and analytical estimation the faster much analytical estimation for the coded bit error rate can be efficiently applied for enhanced radio network planning. Furthermore, different methods to enhance mobile reception are introduced and analysed. It turns out that a new combining method for diversity reception is especially well suited because of standard conformity and its simple realization. The enhancement by this method in practical applications is proved by simulation and measurement results with a realized prototype.English
Uncontrolled Keywords: mobile communications, digital television, mobile radio channel
Alternative keywords:
Alternative keywordsLanguage
mobile communications, digital television, mobile radio channelEnglish
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:21
Last Modified: 07 Dec 2012 11:49
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000322
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-3226
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Czylwik, Prof. Dr.- Andreas
Advisors: Jakoby, Prof. Dr.- Rolf
Refereed: 23 January 2003
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/322
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