Difference between revisions of "Aufgaben:Exercise 4.3Z: Multiple-Access Methods in LTE"

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Beim 4G–Mobilfunksystem LTE gab es gegenüber dem 3G–System  [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS|UMTS]]  nicht nur eine Veränderung der Modulationsart, sondern insbesondere auch hinsichtlich des Zugriffsverfahrens. Ein geeignetes Zugriffsverfahren zeichnet sich dadurch aus, dass möglichst viele Nutzer einer Funkzelle mit möglichst hoher Datenrate versorgt werden können. Entscheidend ist der Gesamtdurchsatz.
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In the case of the 4G mobile radio system LTE, there was a change not only in the type of modulation compared with the 3G system [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS|UMTS]] , but also in the access procedure in particular.A suitable access method is characterized by the fact that as many users of a radio cell as possible can be supplied with the highest possible data rate. The total throughput is decisive.
  
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Die Grafik zeigt zwei Schaubilder  $\rm A$  und  $\rm B$  mit beispielhaften Frequenz–Zeit–Belegungen. Sie sollen entscheiden, welche Zugriffsverfahren durch diese beiden Schaubilder erklärt werden sollen.
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The figure shows two diagrams  $\rm A$  and  $\rm B$  with exemplary frequency-time assignments. You should decide which access methods should be explained by these two diagrams.
  
  
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*Die Aufgabe gehört zum Kapitel  [[Mobile_Communications/Die_Anwendung_von_OFDMA_und_SC-FDMA_in_LTE|Anwendung von OFDMA und SC-FDMA in LTE]].
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*The task belongs to the chapter  [[Mobile_Communications/Die_Anwendung_von_OFDMA_und_SC-FDMA_in_LTE|Anwendung von OFDMA und SC-FDMA in LTE]].
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*Alle erforderlichen Informationen finden Sie auf der Seite  [[Mobile_Communications/Die_Anwendung_von_OFDMA_und_SC-FDMA_in_LTE#Gemeinsamkeiten_und_Unterschiede_von_OFDM_und_OFDMA|Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen OFDM und OFDMA]]  sowie im Kapitel  [[Modulation_Methods/Aufgaben_und_Klassifizierung|Vielfachzugriffsverfahren]]  im Buch „Modulationsverfahren”.
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*All necessary information can be found on the page  [[Mobile_Communications/Die_Anwendung_von_OFDMA_und_SC-FDMA_in_LTE#Gemeinsamkeiten_und_Unterschiede_von_OFDM_und_OFDMA|Gemeinsamkeiten und Unterschiede zwischen OFDM und OFDMA]]  as well as in the chapter  [[Modulation_Methods/Aufgaben_und_Klassifizierung|Vielfachzugriffsverfahren]]  in the book „Modulationsverfahren”.
  
  
  
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===Fragebogen===
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===Questionnaire===
  
 
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{Welche Zugriffsverfahren werden bei LTE genutzt?
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{What access methods are used with LTE?
 
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- CDMA,
 
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+ SC–FDMA.
 
+ SC–FDMA.
  
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{Welche der Aussagen treffen für das OFDMA–Verfahren zu?
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{Which of the statements apply to the OFDMA proceedings?
 
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- Jeder Frequenzblock wird nur von einem Teilnehmer belegt.
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- Each frequency block is occupied by only one user.
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+ Es können mehrere Teilnehmer einen Frequenzblock belegen.
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+ Several users can occupy one frequency block.
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- Alle Teilnehmer teilen sich das gesamte Frequenzband.
+
- All users share the entire frequency band.
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+ Obligatorisch ist zusätzlich die Anwendung von TDMA.
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+ The use of TDMA is also mandatory.
  
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{Welches Schaubild beschreibt OFDMA?
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{Which chart describes OFDMA?
 
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- Schaubild &nbsp;$\rm A$,
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- Chart&nbsp;$\rm A$,
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+ Schaubild &nbsp;$\rm B$.
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+ Chart&nbsp;$\rm B$.
  
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{Was gilt hinsichtlich der Ressourcenzuteilung?
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{What applies to the allocation of resources?
 
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+ Die OFDMA–Ressourcenzuteilung ist flexibler als bei OFDM.
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+ OFDMA resource allocation is more flexible than OFDM.
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+ Um diese Flexibilität nutzen zu können, ist eine Abstimmung zwischen  Basisstation ($eNodeB$) und  Endgerät notwendig.
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+ In order to use this flexibility, a coordination between base station ($eNodeB$) and terminal is necessary.
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- Den Vorzug erhält stets ein Kanal mit schlechten Bedingungen.
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- Preference is always given to a channel with poor conditions.
  
 
</quiz>
 
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===Musterlösung===
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===Sample Solution===
 
{{ML-Kopf}}
 
{{ML-Kopf}}
  
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'''(1)'''&nbsp; Richtig sind die <u>Lösungsvorschläge 3 und 4</u>. LTE nutzt
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'''(1)'''&nbsp; Correct are the <u>solutions 3 and 4</u>. LTE uses
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*''Orthogonal Frequency Division Multiple Access'' (OFDMA) im Downlink,
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*''Orthogonal Frequency Division Multiple Access'' (OFDMA) in downlink,
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*''Single Carrier Frequency Division Multiple Access'' (SC–TDMA) im Uplink.
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*''Single Carrier Frequency Division Multiple Access'' (SC–FDMA) in uplink.
  
  
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*Das Vielzugriffsverfahren ''Code Division Multiple Access'' wird beim 3G–Mobilfunksystem [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS#.23_.C3.9CBERBLICK_ZUM_VIERTEN_HAUPTKAPITEL_.23|UMTS]] eingesetzt.  
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*Code ''Division Multiple Access'' is used in the 3G mobile system [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_UMTS#.23_.C3.9CBERBLICK_ZUM_VIERTEN_HAUPTKAPITEL_.23|UMTS]] eingesetzt.  
 
*Bei [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL#.23_.C3.9CBERBLICK_ZUM_ZWEITEN_HAUPTKAPITEL_.23|DSL]] verwendet man ''Orthogonal Frequency Division Multiple Access''.  
 
*Bei [[Examples_of_Communication_Systems/Allgemeine_Beschreibung_von_DSL#.23_.C3.9CBERBLICK_ZUM_ZWEITEN_HAUPTKAPITEL_.23|DSL]] verwendet man ''Orthogonal Frequency Division Multiple Access''.  
 
*Dieses ist aber in diesem Zusammenhang eher als Modulationsverfahren zu verstehen, nicht als Vielfachzugriffsverfahren.
 
*Dieses ist aber in diesem Zusammenhang eher als Modulationsverfahren zu verstehen, nicht als Vielfachzugriffsverfahren.

Revision as of 13:40, 16 July 2020


Examples of frequency-time assignments

In the case of the 4G mobile radio system LTE, there was a change not only in the type of modulation compared with the 3G system UMTS , but also in the access procedure in particular.A suitable access method is characterized by the fact that as many users of a radio cell as possible can be supplied with the highest possible data rate. The total throughput is decisive.

The figure shows two diagrams  $\rm A$  and  $\rm B$  with exemplary frequency-time assignments. You should decide which access methods should be explained by these two diagrams.




Notes:


Questionnaire

1

What access methods are used with LTE?

CDMA,
OFDM,
OFDMA,
SC–FDMA.

2

Which of the statements apply to the OFDMA proceedings?

Each frequency block is occupied by only one user.
Several users can occupy one frequency block.
All users share the entire frequency band.
The use of TDMA is also mandatory.

3

Which chart describes OFDMA?

Chart $\rm A$,
Chart $\rm B$.

4

What applies to the allocation of resources?

OFDMA resource allocation is more flexible than OFDM.
In order to use this flexibility, a coordination between base station ($eNodeB$) and terminal is necessary.
Preference is always given to a channel with poor conditions.


Sample Solution

Solution

(1)  Correct are the solutions 3 and 4. LTE uses

  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA) in downlink,
  • Single Carrier Frequency Division Multiple Access (SC–FDMA) in uplink.


  • Code Division Multiple Access is used in the 3G mobile system UMTS eingesetzt.
  • Bei DSL verwendet man Orthogonal Frequency Division Multiple Access.
  • Dieses ist aber in diesem Zusammenhang eher als Modulationsverfahren zu verstehen, nicht als Vielfachzugriffsverfahren.


(2)  Richtig sind die Antworten 2 und 4:

  • Es können mehrere Teilnehmer einen Frequenzblock belegen.
  • TDMA ist zusätzlich möglich.
  • Der Vorschlag 1 entspricht CDMA, der Vorschlag 3 trifft für OFDM zu.


(3)  Entsprechend der Musterlösung zur Aufgabe (2) ist der zweite Vorschlag zutreffend   ⇒   Schaubild  $\rm B$.


(4)  Richtig sind die Lösungsvorschläge 1 und 2 im Gegensatz zum Vorschlag 3:

  • Da bei OFDMA die Ressourcenzuteilung sich nicht nur auf den Zeitbereich beschränkt, sondern hier auch der Frequenzbereich optimal einbezogen wird, ist OFDMA flexibler als OFDM. Natürlich werden die Teilnehmer mit den besten Randbedingungen bei der Ressourcenverteilung bevorzugt.
  • Angewendet wird also das eher unsolidarische Prinzip „Wem es schon gut geht, dem wird gegeben”. Dieses findet man häufig auch in der Politik vor.
  • Unbestritten ist allerdings, dass auf diese Weise der Gesamtdurchsatz der Zelle maximiert wird, was die Optimierungsgrundlage für die Netzbetreiber ist.
  • Würde man die gesamte Leistung einem Teilnehmer mit extrem schlechten Bedingungen zur Verfügung stellen, so ginge der Gesamtdurchsatz gegen Null.

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