Mobilfunkkanäle

1 Einführung.- 1.1 Die Evolution der Mobilfunksysteme.- 1.2 Grundlagen des Mobilfunkkanals.- 1.3 Gliederung des Buches.- 2 Zufallsvariablen, stochastische Prozesse und deterministische Signale.- 2.1 Zufallsvariablen.- 2.1.1 Wahrscheinlichkeitsdichten.- 2.1.2 Funktionen von Zufallsvariablen.- 2.2 Stochastische Prozesse.- 2.2.1 Stationäre Prozesse.- 2.2.2 Ergodische Prozesse.- 2.2.3 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 2.3 Deterministische zeitkontinuierliche Signale.- 2.4 Deterministische zeitdiskrete Signale.- 3 Rayleigh- und Riceprozesse als analytische Modelle.- 3.1 Allgemeine Beschreibung der analytischen Modelle.- 3.2 Elementare Eigenschaften der analytischen Modelle.- 3.3 Statistische Eigenschaften der analytischen Modelle.- 3.3.1 Wahrscheinlichkeitsdichte der Amplitude und Phase.- 3.3.2 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 3.3.3 Die Statistik der Fadingdauern von Rayleighprozessen.- 4 Einführung in die Theorie der deterministischen Prozesse.- 4.1 Prinzip der deterministischen Kanalmodellierung.- 4.2 Elementare Eigenschaften von deterministischen Prozessen.- 4.3 Statistische Eigenschaften von deterministischen Prozessen.- 4.3.1 Wahrscheinlichkeitsdichte der Amplitude und Phase.- 4.3.2 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 4.3.3 Statistik der Fadingdauern bei kleinen Pegeln.- 4.3.4 Ergodizität und Kriterien zur Leistungsbewertung.- 5 Methoden zur Berechnung der Modellparameter von deterministischen Prozessen.- 5.1 Methoden zur Berechnung der diskreten Dopplerfrequenzen und der Dopplerkoeffizienten.- 5.1.1 Methode der gleichen Abstände (MED).- 5.1.2 Methode des mittleren quadratischen Fehlers (MSEM).- 5.1.3 Methode der gleichen Flächen (MEA).- 5.1.4 Monte-Carlo-Methode (MCM).- 5.1.5 Lp-Norm-Methode (LPNM).- 5.1.6 Methode der exakten Dopplerverbreiterung (MEDS).- 5.1.7 Jakes-Methode (JM).- 5.2 Methoden zur Berechnung der Dopplerphasen.- 5.3 Die Statistik der Fadingdauern von deterministischen Rayleighprozessen.- 6 Nichtfrequenzselektive stochastische und deterministische Kanalmodelle.- 6.1 Der erweiterte Suzukiprozess vom Typ I.- 6.1.1 Modellierung und Analyse der Kurzzeitstatistik.- 6.1.1.1 Wahrscheinlichkeitsdichte der Amplitude und Phase.- 6.1.1.2 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 6.1.2 Modellierung und Analyse der Langzeitstatistik.- 6.1.3 Der stochastische erweiterte Suzukiprozess vom Typ I.- 6.1.4 Der deterministische erweiterte Suzukiprozess vom Typ I.- 6.1.5 Anwendungen und Simulationsergebnisse.- 6.2 Der erweiterte Suzukiprozess vom Typ II.- 6.2.1 Modellierung und Analyse der Kurzzeitstatistik.- 6.2.1.1 Wahrscheinlichkeitsdichte der Amplitude und Phase.- 6.2.1.2 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 6.2.2 Der stochastische erweiterte Suzukiprozess vom Typ II.- 6.2.3 Der deterministische erweiterte Suzukiprozess vom Typ II.- 6.2.4 Anwendungen und Simulationsergebnisse.- 6.3 Der verallgemeinerte Riceprozess.- 6.3.1 Der stochastische verallgemeinerte Riceprozess.- 6.3.2 Der deterministische verallgemeinerte Riceprozess.- 6.3.3 Anwendungen und Simulationsergebnisse.- 6.4 Das modifizierte Loo-Modell.- 6.4.1 Das stochastische modifizierte Loo-Modell.- 6.4.1.1 Autokorrelationsfunktion und Dopplerleistungsdichtespektrum.- 6.4.1.2 Wahrscheinlichkeitsdichte der Amplitude und Phase.- 6.4.1.3 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 6.4.2 Das deterministische modifizierte Loo-Modell.- 6.4.3 Anwendungen und Simulationsergebnisse.- 7 Frequenzselektive stochastische und deterministische Kanalmodelle.- 7.1 Das Ellipsen-Modell von Parsons und Bajwa.- 7.2 Systemtheoretische Beschreibung frequenzselektiver Kanäle.- 7.3 Frequenzselektive stochastische Kanalmodelle.- 7.3.1 Korrelationsfunktionen.- 7.3.2 Das WSSUS-Modell nach Bello.- 7.3.2.1 WSS-Modelle.- 7.3.2.2 US-Modelle.- 7.3.2.3 WSSUS-Modelle.- 7.3.3 Die Kanalmodelle nach COST 207.- 7.4 Frequenzselektive deterministische Kanalmodelle.- 7.4.1 Systemfunktionen von frequenzselektiven deterministischen Kanalmodellen.- 7.4.2 Korrelationsfunktionen und Leistungsdichtespektren von DGUS-Modellen.- 7.4.3 Verzögerungsleistungsdichtespektrum, Dopplerleistungsdichtespektrum und Kenngrößen von DGUS-Modellen.- 7.4.4 Bestimmung der Modellparameter von DGUS-Modellen.- 7.4.5 Deterministische Simulationsmodelle für die Kanalmodelle nach COST 207.- 8 Schnelle Kanalsimulatoren.- 8.1 Diskrete deterministische Prozesse.- 8.2 Realisierung von diskreten deterministischen Prozessen.- 8.2.1 Tabellensystem.- 8.2.2 Matrizensystem.- 8.2.3 Schieberegistersystem.- 8.3 Eigenschaften von diskreten deterministischen Prozessen.- 8.3.1 Elementare Eigenschaften von diskreten deterministischen Prozessen.- 8.3.2 Statistische Eigenschaften von diskreten deterministischen Prozessen.- 8.3.2.1 Wahrscheinlichkeitsdichte und Verteilungsfunktion der Amplitude und Phase.- 8.3.2.2 Pegelunterschreitungsrate und mittlere Fadingdauer.- 8.4 Realisierungsaufwand und Simulationsgeschwindigkeit.- 8.5 Vergleich mit der Filter-Methode.- A Herleitung des Jakesleistungsdichtespektrums und der zugehörigen Autokorrelationsfunktion.- B Herleitung der Pegelunterschreitungsrate von Riceprozessen mit unterschiedlicher Färbung der erzeugenden Gaußprozesse.- C Herleitung der exakten Lösung für die Pegelunterschreitungsrate und die mittlere Fadingdauer von deterministischen Riceprozessen.- D Analyse des relativen Modellfehlers bei Verwendung der Monte-Carlo-Methode im Zusammenhang mit dem Jakesleistungsdichtespektrum.- MATLAB-Programme.- Abkürzungen.- Formelzeichen.- Sachwortverzeichnis.