Modellbildung und Simulation von Funkübertragungssystemen

Für die Untersuchung von digitalen hochratigen Übertragungssystemen über gestörte Funkkanäle, die auch im Mobilbereich arbeiten können, wurde ein Softwarewerkzeug zur Simulation der kompletten Übertragungsstrecke entwickelt. Aufgrund seiner modularen Konzeption und Konfigurierbarkeit kann es universell für sämtliche auf den modernen Codierungs- und Modulationsverfahren beruhenden Übertragungssysteme angewandt werden, einschließlich Satelliten- und Kabelstrecken und grundsätzlich ohne Beschränkung auf bestimmte Bandbreiten und Frequenzbereiche.

Das Simulationssystem enthält Bausteine für Verfahren zum Fehlerschutz inkl. Kanalcodierung, Module für die modernen digitalen Modulationsverfahren, komplexe Kanalmodelle für unterschiedlichste Ausbreitungsbedingungen sowie die entsprechenden Module zur Demodulation und Decodierung auf Empfängerseite bis hin zu komplexen Empfängerstrukturen (Synchronisation, Kanalschätzung). Mittels eines Konfigurationsfiles werden der Signalfluss im zu simulierenden Übertragungssystem festgelegt und die Parameter der verwendeten Module definiert. Das Simulationssystem ist somit auf einfache Weise für spezielle Aufgabenstellungen konfigurier- und gegebenenfalls auch erweiterbar und kann auf verschiedenen Hardware-Plattformen (Workstation/UNIX und PC/Windows) betrieben werden. Die Simulationen erfolgen im Basisband.

Die Ergebnisse können statistisch und grafisch aufbereitet werden, im allgemeinen geschieht das als Funktion der Bitfehlerrate in Abhängigkeit vom Signal-Rausch-Abstand bei bestimmten Übertragungsregimes als Parameter. Damit steht dem Anwender eine Entscheidungshilfe für die technische und wirtschaftlich sinnvolle Auslegung digitaler Informationsübertragungssysteme zur Verfügung ohne zunächst kostenintensive Untersuchungen an realen Systemen durchführen zu müssen. Die in den bisherigen Anwendungsfällen ermittelten Simulationsresultate ergaben eine gute Übereinstimmungen mit den Messungen im Funkfeld.

Mit Hilfe des Simulationssystems wurden spezielle Untersuchungen zu den Systemparametern für die Einführung des digitalen Fernsehens (DVB - Digital Video Broadcasting), insbesondere seiner terrestrischen Variante, und zu drahtlosen Verteilsystemen im Millimeterbereich (MMDS - Microwave Mobile Distribution System) durchgeführt.