Diversitätsempfang, MIMO-Systeme und Space-Time-Codes

Zusammenfassung

Dieses Kapitel behandelt Mehrantennensysteme (sog. MIMO-Systeme) und zugehörige Sender- und Empfängerstrukturen. MIMO-Systeme erlangen als Schlüsseltechnologie im Bereich der Mobilfunkkommunikation eine zunehmend wichtige Bedeutung. Begonnen wird mit einem Diversitätsempfänger. Ein Diversitätsempfänger verarbeitet mehrere Versionen der gleichen Nachricht, wobei die Nachricht über mehrere, möglichst unabhängige Kanäle übertragen wird. Die Hauptmotivation für Diversitätsempfang ist, dass die Wahrscheinlichkeit, dass alle Kanäle gleichzeitig abgeschattet sind, geringer ist als ohne Diversitätsempfang. Es existieren unterschiedliche Diversitätsarten. Die bekanntesten sind Raumdiversität, Zeitdiversität und Frequenzdiversität, aber auch Mehrnutzerdiversität und Polarisationsdiversität gewinnen aktuell an Bedeutung.

Anschließend werden Vorteile von MIMO-Systemen diskutiert. MIMO-Systeme haben große Popularität gewonnen, weil sie im Vergleich zu Einantennensystemen eine erheblich größere Kanalkapazität, Raumdiversität, Strahlbündelung (Beamforming) und Ortung ermöglichen. Neu hinzugekommen ist in der 2. Auflage eine Betrachtung der Kanalkapazität von MIMO-Kanälen.

Zu guter Letzt werden Raum-Zeit-Codes vorgestellt, einschließlich des berühmten Alamouti-Codes und zweier Bell Labs Layered Space-Time (BLAST) Architekturen. Entsprechende Empfängeralgorithmen werden vorgestellt.