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Breitbandige Untersuchung und Modellierung zeitvarianter Indoor-Funkkanäle mit bewegten Streuern


Project Details
Project duration: 10/199709/2000


Abstract
Im ersten geförderten Jahr (FR 1081/6-1) war der Schwerpunkt der Aufbau eines neuartigen echtzeitfähigen Messsystems, mit dem Messungen an Indoor-Funkkanälen in den Frequenzbereichen um 1,8 GHz und 5,2 GHz mit einer Bandbreite von 600 MHz durchgeführt werden können. Die angestrebte und erreichte Messbandbreite ist geeignet, auch in typischen Indoor-Umgebungen zu messen und dabei Umwegsignale mit Zeitverzögerungen von 1,67 ns aufzulösen.

Im Rahmen des zweiten und dritten Jahres war eine Hauptaufgabe, das Messsystem bei gleicher Messbandbreite für ein drittes Frequenzband bei 17,2 GHz aufzurüsten. Hierzu wurden im wesentlichen zugekaufte HF-Komponenten eingesetzt, mit denen sendeseitig eine zusätzliche Stufe zur Frequenzumsetzung von 5,2 GHz auf 17,2 GHz und empfangsseitig zur Umsetzung von 17,2 GHz auf 5,2 GHz realisiert wurden. Das Messsystem nach dem neuartigen "Stepped-Frequency Korrelationsverfahren" wurde bereits in mehreren Veröffentlichungen ausführlich beschrieben. Die technischen Eigenschaften sind:

Frequenzbänder 1,8 GHz, 5,2 GHz und 17,2 GHz
Bandbreite 60 MHz bis 600 MHz, in 10 Schritten einstellbar
Zeitliche Auflösung bis herunter zu 1.67 ns
Kalibrierung vollständige Kalibrierung, dadurch Messung absoluter Amplitudenwerte und Verzögerungszeiten
Messwiederholrate echtzeitfähige Erfassung zeitlicher Kanaländerungen auf Grund bewegter Streuer (Personen) möglich
Dynamik durch PN-Codelänge einstellbar (Codelänge 511: 50 dB)

Systematische Messungen in typischer Laborraumumgebung zur Untersuchung des Einflusses bewegter Streuer sind durchgeführt worden und Ergebnisse veröffentlicht. Im Einzelnen wurde gemessen bei feststehenden Antennen mit unbewegten sowie sich bewegenden Personen linear bewegter Empfangsantenne mit unbewegten sowie sich bewegenden Personen zufällig bewegter Empfangsantenne mit unbewegten sowie sich bewegenden Personen. Diese Messungen wurden bei allen drei zur Verfügung stehenden Frequenzbändern durchgeführt. Bei den Messreihen zeigt sich, dass sich der Einfluss bewegter Streuer auf die System- und Korrelationsfunktionen bei ansonsten statischer Messanordnung deutlich vom Einfluss sich bewegender Sende- oder Empfangsantenne unterscheidet. Dies muss auch bei der Aufstellung geeigneter Modelle berücksichtigt werden.

Erste Schlussfolgerungen zur statistischen Modellierung der kurzzeitigen Kanaländerungen auf Grund bewegter Streuer: Eine unmodifizierte Anwendung der bisher bekannten Modelle für Kanäle mit bewegten Sendern oder Empfängern auf Kanäle mit bewegten Streuern führt auf nicht realistische Modelle. Eine statistische Modellierung der Amplituden- und Phasenschwankungen für zeitvariante Indoor-Funkkanäle mit bewegten Streuern erscheit grundsätzlich sinnvoll. Bei der Korrelation zeitlich aufeinander folgender Werte spielt jedoch bei Vorliegen bewegter Streuer und unbewegter Antennen unabhängig von der Anzahl der Streuer (Personen) die (deterministische) statische Umgebung eine entscheidende Rolle. Daraus lässt sich bereits schließen, dass die üblicherweise angenommene US-Bedingung hier nicht erfüllt sein kann.

In weiterführenden Arbeiten sind Messkampagnen in unterschiedlichen Indoor-Umgebungen vorgesehen, um die Datenbasis für tiefergehende Untersuchungen, insbesondere auch im Hinblick auf die Prüfung der WSSUS-Bedingung, zu vergrössern.

Last updated on 2017-11-07 at 13:41