Hinter der Kurzform LTE
verbirgt sich der Name Long-Term-Evolution. Maßgeblich an der Entwicklung
beteiligt ist vor allem das 3GPP-Konsortium (3rd Generation Partnership Project), ein
Zusammenschluss verschiedener Standardisierungsgremien unternehmerischer und öffentlicher
Hand. Gegründet 1998, hat sich das 3GPP zum Ziel gesetzt, über technische Spezifikation
zu einheitlichen Mobilfunkstandards zu gelangen - was ihnen mit der Pflege und
Fortentwicklung der Standards GSM und UMTS bereits gelungen ist. Normalerweise benötigt die Entwicklung eines
neuen Mobilfunkstandards mindestens 5 Jahre bis er die Reife für eine kommerzielle Einführung
hat. Man hatte also bei Entwicklungsbeginn das Jahr 2009 im Visier gehabt, um LTE
kommerziell zu starten. Ganz so schnell ging es dann doch nicht: Die Lizenzversteigerung
für die LTE-Technik wurde in Deutschland erst im Mai 2010 zum vorläufigen Abschluss
gebracht.
Die funktechnischen Vorteile
von LTE gegenüber UMTS/GSM sind folgende:
- LTE ist optimiert für Paketdatendienste
(Nachteil: Vorerst keine Telefonie)
- hohe Geschwindigkeit von bis zu 50 Mbit/s
uplink und bis 100 Mbit/s downlink
- flexible Frequenzbandnutzung von 1,25 MHz
bis 20 MHz
- flexible Funknetzplanung: Durchmesser der
Zellengröße bis zu 5 km
- geringere Störanfälligkeit auf der
Funkstrecke
- Reduktion von Netzwerkelementen und damit
Kostenreduzierung
- Koexistenz mit anderen 3GPP-Standards, wie
GSM/GPRS/EDGE, UMTS, HSPA
Die wichtigsten technischen
Neuerungen von LTE gegenüber dem heutigen UMTS-Standard ist zum einen die
Einführung des Kanalzugriffverfahrens OFDMA (Orthogonal Frequency
Division Multiple Access) im Downlink und SC-FDMA (Single Carrier-Frequency Division
Multiple Access im Uplink und zum anderen die Verwendung von Mehrfachantennen.
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Prinzipiell
nutzt OFDM das 20-MHz-Band auf flexible und effektive Art und Weise, indem es das
20-MHz-Band in viele schmale Bänder aufteilt (1,25 MHz, 2,5 MHz, 5 MHz, 10 MHz, 15 MHz
und 20 MHz). Die Folge: LTE
arbeitet auch auf wesentlich kleineren Frequenzbändern (Kanälen), während es die
Bandbreite flexibel nutzt, um das Maximum an Übertragungsleistung aus den vorhandenen
Frequenzen herauszuholen.
Über eigene Algorithmen steuert LTE
dabei die Auswahl der geeigneten OFDM-Kanäle und gleichzeitig werden dabei auch die
Einflüsse aus der Umgebung miteinbezogen. |
Eine weitere Verbesserung der
Übertragungsqualität bringt Verwendung der MIMO-Antennentechnik
(Multiple Input Multiple Output). Alle Sendesignale werden zur Übertragung an mindestens
zwei Sendeantennen weitergeleitet, und die Empfangssignale werden auch wieder von
mindestens zwei Antennen empfangen. Mehrere Antennen verhelfen dem Empfänger zu
räumlichen Informationen (Spatial Multiplexing), was zur Steigerung der Übertragungsrate
genutzt werden kann.
Das ist besonders in Situationen
vorteilhaft, wo keine Sichtverbindung zwischen den Sende- und Empfangsstationen besteht.
Zum Beispiel in Gebäuden, wo sich die Signale aufgrund von Decken und Wänden mehrfach
ausbreiten. Bei zwei Antennen trifft dasselbe Funksignal aus zwei verschiedenen Richtungen
beim Empfänger ein. Jedes eingehende Funksignal weist in der Regel einen eigenen
"räumlichen Fingerabdruck" auf. Dadurch verbessert sich die Leistung des
ganzen Funksystems erheblich.
Welche Prognosen ergeben sich
hinsichtlich Strahlenbelastung ?
Im Rahmen der Frequenzversteigerung wurde
den Betreibern zur Auflage gemacht, zunächst im ländlichen Raum für eine schnellere
Internetanbindung zu sorgen. Ziel der Betreiber ist es, Gegenden bevorzugt mit LTE auszustatten,
in denen es weder DSL-Anschlüsse noch Fernsehkabel gibt. Bei reinen Internetlösungen
werden die Datennutzer wahrscheinlich wie bei WIMAX/WLAN-Lösungen mit Hausantennen
arbeiten. Damit könnte die Sendeleistung deutlich reduziert werden, was zu einer
geringeren Feldbelastung der Umgebung führt.Mit einer ungleich höheren
Belastung ist zu rechnen, wenn in Ballungsgebieten flächendeckend das mobile Internet verfügbar wird. Hier soll dann sowohl im Freien wie auch in Fahrzeugen
ruckelfreies Surfen ermöglicht werden.
Inwieweit dann mit vielen kleinen
Zwischenantennen gearbeitet wird, ist zurzeit noch nicht absehbar. Als sicher gilt, dass
die bestehenden Sendetechniken GSM und UMTS mindestens noch 10 Jahre lang parallel weiter
betrieben werden. Zusammen mit LTE wären dann drei verschiedene Basisstationen
pro Standort zu erwarten. Im Falle, dass alle vier deutschen Betreiber einen
gemeinsamen Standort nutzen, wäre als worstcase mit 12 Basisstationen zu kalkulieren.
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