UMTS: Grundlagen der W-CDMA Zellplanung

Abbildung 20: Beziehung zwischen Spreiz- und Scrambling Codes Bei den Verwürfelungscodes handelt es sich um pseudo-zufällige Codes mit einer Länge von 218 − 1 in Downlink- und 2 24 − 1 in Uplink-Richtung. Die Länge entspricht hier auch der Anzahl verschiedener Codes. UMTS nutzt aus diesen Codes nur 10 ms lange Segmente. Dies entspricht einer Codelänge von 2560 chips x 15 Time Slots = 38400 Chips pro Rahmen [13]. Scrambling Codes müssen außerdem eine gute Autokorrelation besitzen, d.h. dass das „innere“ Produkt (Skalarprodukt) mit sich selbst möglichst groß sein sollte. Ist dies der Fall, kann der Empfänger auf den Codekanal des Senders synchro-nisieren und das Signal decodieren. Beispielsweise weist der bei ISDN eingesetzte BarkerCode (+1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1) eine sehr gute Autokorrelation auf. Das Skalarprodukt beträgt hier 11. Sobald aber der Barker-Code um 1 Chip versetzt wird, ergibt das Skalarprodukt nur noch den Wert 1. Beträgt das „innere“ Produkt den Wert 11, so ist der Anfang eines Datenbits erkannt [3]. [...]

Abbildung 15 veranschaulicht eine ideale Übertragung von 5 Teilnehmersignalen. Teilnehmer A bis E wollen jeweils 1 Bit, Teilnehmer F kein Bit übertragen. Für die Übertragung der Signale sind die Daten mit ihren jeweiligen orthogonalen Spreizcodes zu multiplizieren. Die Bits des Teilnehmersignals werden „Symbols“ und die des Codesignals als „Chips“ bezeichnet. Die Code-Spreizung erfolgt hier mit einem SF von 8. Das bedeutet, dass 1 Datenbit (Symbol) mit 8 Codebits (Chips) zu multiplizieren ist. Anschließend erfolgt die Übertragung der überlagerten Signale (Summe). Nachdem der Empfänger das Summensignal erhalten hat, wendet er seinen jeweiligen Spreizcode auf das Summensignal an (Integrator) und gibt das Ergebnis an einen Komparator weiter, d.h.: Der Integrator multipliziert das Summensignal mit dem jeweiligen Spreizcode und addiert die einzelnen Produkte auf (Skalarprodukt). Ein Komparator entscheidet schließlich, ob der Sender ursprünglich eine 1 oder 0 geschickt hat [3]. [...]

Jeder Teilnehmer bekommt einen einzigartigen Spreizcode zugewiesen, den sogenannten „Channelization Code“. Mit diesem Spreizcode wird das zu übertragende Informationssignal multipliziert. Anschließend wird das gespreizte Informationssignal auf eine Trägerfrequenz moduliert und übertragen. Bei der Übertragung ist das breitbandige Signal Störungen ausgesetzt [4]. Die Übertragung erfolgt unterhalb des Rauschpegels, da sich die spektrale Leistungsdichte aufgrund der Bandspreizung absenkt. Ist das Signal am Empfänger angekommen, folgt die Decodierung. Dies ist aber nur möglich, wenn dem Empfänger die jeweilige Codesequenz des Senders bekannt ist [12]. In Abbildung 12 ist das eben erklärte Vorgehen nochmals grafisch dargestellt. Es ist deutlich zu erkennen, dass ein schmalbandiger Störer auf dem Übertragungsweg kaum Einfluss auf das rückgewonnene Sendesignal hat. [...]