UTRA-TDD: Ungepaarte Frequenzpakete

Bei den ungepaarten Frequenzen von UMTS wird nur ein einziges Frequenzband von 5MHz verwendet, um Uplink und Downlink ähnlich einem Funkgerät in zeitlich kurzen Abständen abwechselnd hintereinander zu übertragen. Bei UMTS ist ein Signal zeitlich in Zeitrahmen bzw. Zeitschlitze eingeteilt. Ein Zeitrahmen entspricht dabei einer zeitlichen Dauer von 10ms und besteht aus 15 Zeitschlitzen. Ist ein Zeitschlitz übertragen, folgt der nächste. Die Zeitschlitze sind bei TDD so konfigurierbar, das einige davon für den Uplink und andere davon für den Downlink definiert werden. Das Bild unten zeigt rein willkürlich, dass 3 Zeitschlitze (rot) für Uplinkdienste und die restlichen 12 (blau) für Downlinkdienste hier konfiguriert wurden.

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Abbildung 1: Prinzip vom TDD-Betrieb

 

Die Einteilung der Abbildung 1 ist wie gesagt willkürlich und kann dem Datendienst angepasst werden. Es fällt auf, dass hier das Verhältnis zwischen Up- und Downlink stark asymmetrisch eingestellt wurde. Das ist besonders für Datendienste wie z.B. Internetzugriff sehr vorteilhaft, da hier wesentlich mehr Daten aus dem Internet heruntergeladen (Downlink) werden als umgekehrt in das Internet gesendet werden (Uplink). Meistens sendet man an das Internet bei Aktivierung eines Hyperlinks ja nur eine Anfrage für eine neue Internetseite, was einer sehr kleinen Datenmenge entspricht, wohingegen aus dem Internet riesige Datenmengen entzogen werden. Auch bei ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) lässt sich diese asymmetrische Charakteristik erkennen, so stehen in Österreich z.B: für den Downlink bei ADSL 512kbit/s zur Verfügung, für den Uplink jedoch nur 64kbit/s. Die Übertragungskapazität muss also für Internetzugriffe im Downlink stärker konfiguriert werden, was gleichbedeutend mit vielen Zeitschlitzen für den Downlink ist. Dieser Sachverhalt lässt sich bei UMTS sehr gut mit TDD-Bändern realisieren – also mit ungepaarten Frequenzbändern. Diese ungepaarten Frequenzpakete werden für Pikozellen oder als zusätzliche Frequenzressource für die Mikrozellen verwendet. Mikrozellen können im Dualmode betrieben werden. Es wird also neben einem FDD-Paket noch ein zusätzliches TDD-Paket verwendet, um die Zellenkapazität zu vergrößern.

Mit dem TDD-Betrieb lassen sich natürlich auch symmetrische Dienste realisieren, indem man z.B. 3 Zeitschlitze für den Uplink, dann 3 Zeitschlitze für den Downlink, dann 3 Zeitschlitze für den Uplink zuweist usw., wie Abbildung 2 zeigt:

 

Abbildung 2: Symmetrischer TDD-Dienst

 

Der UTRA-TDD Standard verwendet im Gegensatz zum UTRA-FDD Standard nicht nur WCDMA als Multiplexverfahren, sondern zusätzlich auch noch TDMA (Zeitmultiplex) als Multiplexverfahren. Die Zeitschlitze können als durch TDMA zusätzlich noch anderen Teilnehmern zugeordnet werden, wobei in jedem Zeitschlitz durch WCDMA mehrere Teilnehmer untergebracht werden können. Beim Spreizcode (Channelizationcode) werden beim UTRA-TDD nur die Codelängen 1, 2, 4, 8 und 16 verwendet.

Zu Begin des Aufbaus der UMTS-Architektur werden sich die Netzbetreiber zuerst auf die Realisierung des UTRA-FDD Standards konzentrieren, da dieser analoge vorallem für den Outdoor-Bereich, also für größere Freifeldzellen, wesentlich bessere Eigenschaften hat. Erst wenn UTRA-FDD optimal implementiert - sofern TDD-Bänder vorhanden sind - werden die Netzbetreiber die ungepaarten Frequenzen einsetzen.

 

Derzeit - Stand Februar 2004 - sind noch keine Endgeräte für UTRA-TDD in Sicht, sodass auch der Netzausbau dieses Standards von den Netzbetreibern noch nicht forciert wird. UTRA-TDD eignet sich, wie oben zu sehen ist, sehr gut für Datenübertragungen, da sich asymmetrische Dienste sehr gut implementieren lassen. Außerdem bietet UTRA-TDD auch einen ODMA-Betrieb, der eine Übertragung über Relay-Stationen erlaubt und so größere Reichweiten ermöglicht.

 

Mehr Informationen zu UTRA-TDD folgen.

 

 

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