Aspekte realer intelligenter Antennenfelder in zellularen Mobilfunksystemen

Aufgrund der rasant anwachsenden Nutzung mobiler Datendienste mit hohen Datenraten stehen die Anbieter zellularer Netze vor der Herausforderung, die Kapazität der Netze kontinuierlich zu steigern. Hierbei bestimmt im Wesentlichen die Übertragungsrichtung von den zentralen Mobilfunknetzknoten, den Basisstationen, zu den mobilen Teilnehmern die realisierbare Netzwerkkapazität. Die Anwendung von Strahlformung auf der Seite der Basisstationen ist ein möglicher Ansatz zur Kapazitätssteigerung der zellularen Netze. Dazu ist es notwendig, dass die Basisstationen des Netzes mit Antennenfeldern ausgestattet werden. Durch geeignete Algorithmen wird die Analyse und Simulation des Basisstationen für jede Teilnehmerverbindung so geformt, dass die abgestrahlte Leistung "intelligent" räumlich verteilt wird. Eine verlässliche Aussage über die Kapazität eines solchen, interferenzbegrenzten Systems lässt sich nur über eine entsprechende Abstrahierung auf Systemebene erzielen.

In der vorliegenden Arbeit werden die Auswirkungen von wichtigen Antennenfeldkenngrößen für ein zellulares Mobilfunksystem mit Verwendung des exemplarischen Vielfachzugriffverfahrens "Code Division Multiple Access (CDMA)" untersucht. Es werden dabei Kovarianz-basierte Strahlformungsansätze zur Kapazitätssteigerung verwendet. Grundlage ist die Erweiterung eines dynamischen System-Ebenen-Simulators hinsichtlich einer allgemeinen dreidimensionalen Modellierung der Antennen- und Antennenfeldparameter. Dies ermöglicht Untersuchungen mit realistischen Antennencharakteristiken für beliebige Antennenfeld-Geometrien.