LTE – Long Term Evolution

Wie UMTS und dessen Erweiterungen HSPA (High Speed Packet Access) und HSPA+ wird auch LTE noch der dritten Mobilfunkgeneration (3G) zugeordnet. Manchmal wird für LTE deshalb die Bezeichnung 3.9G verwendet. Erst die Weiterentwicklung LTE-Advanced erfüllt alle Anforderungen, die von den Standardisierungsgremien an eine Mobilfunktechnik der vierten Generation (4G) gestellt werden. LTE ist in Deutschland seit Ende 2010 verfügbar, die Einführung von LTE-Advanced hat Ende 2014 begonnen.

LTE ist eine Breitbandtechnologie und trägt zu einer flächendeckenden Versorgung mit Breitbanddiensten bei.

Frequenzen

In Deutschland wird LTE in drei Frequenzbändern betrieben. Die genutzten Frequenzen liegen um 800, 1800 und 2600 MHz. Der Frequenzbereich um 800 MHz wurde vor der Einführung von LTE für die terrestrische Ausstrahlung von Fernsehprogrammen genutzt. Die Umwidmung der Frequenznutzung ist mit dem Begriff der „Digitalen Dividende“ verbunden. Der Frequenzbereich um 1800 MHz wurde bereits früher für den Mobilfunk genutzt (GSM1800). Nur die Nutzung des Frequenzbandes um 2600 MHz ist neu für den Mobilfunk.

LTE wird auch in Frequenzbereichen betrieben, für die im Jahr 2015 neue Lizenzen versteigert wurden. Hierzu gehören Frequenzen im 700-Megahertz-Bereich, die durch die Umstellung der Rundfunkausstrahlung auf DVB-T2 ab 2017 schrittweise für mobiles Breitband frei werden ("Digitale Dividende II"). Darüber hinaus wurden Frequenzbereiche um 900 und 1800 Megahertz versteigert, die bereits vorher für den Mobilfunk genutzt wurden und in denen nun ebenfalls LTE betrieben werden kann (Spectrum Refarming). Hinzu kommen neue Lizenzen für Frequenzen knapp unterhalb von 1500 MHz.

Auch im Frequenzbereich um 2000 MHz, für den bereits im Jahr 2010 Lizenzen versteigert wurden, kann LTE betrieben werden. Aktuell wird in diesem Bereich eine Mischform aus LTE und 5G genutzt.

Funktionsweise

Wie bei der GSM- und UMTS-Mobilfunktechnik werden die mit Mobilfunkangeboten zu versorgenden Gebiete in sogenannte Funkzellen eingeteilt. In den Funkzellen stellen ortsfeste Funksendeanlagen (Basisstationen) die Versorgung sicher. Die Basisstationen fungieren mit ihren Antennen als Sender und Empfänger von hochfrequenten elektromagnetischen Feldern, über die die drahtlose Kommunikation mit den Endgeräten der Kunden abgewickelt wird.

Ähnlich wie bei den vorangegangenen Ausbaustufen der Mobilfunknetze ist mit LTE vor allem eine Steigerung der Übertragungsraten möglich. LTE-Netze sind für datenintensive Dienste (HD Videostreaming, Telemedizin, Datensynchronisation etc.) prädestiniert. Die Datenübertragung erfolgt wie im kabelgebundenen Internet ausschließlich paketorientiert, was im Vergleich mit anderen Mobilfunktechniken besonders kurze Reaktionszeiten (Latenzzeiten) ermöglicht und zum Beispiel beim Aufrufen von Internetseiten oder beim Spielen von "Online-Games" Vorteile bietet. Auch Sprachtelefonie über LTE ist möglich.

Sendeleistungen von Basisstationen und Endgeräten

Die maximale Sendeleistung einer LTE-Basisstation hängt unter anderem von der Größe der zu versorgenden Mobilfunkzelle ab. Typischerweise betragen die Sendeleistungen zwischen 20 und 50 Watt pro Antenne. Wie bei GSM und UMTS werden oftmals von einem Standort aus drei Sektoren, die einen Winkel von 120° einschließen, mit jeweils einem Kanal versorgt.

Häufig wird auf der Basisstationsseite von einer neuen Technik, der sogenannten MIMO-Antennentechnik (Multiple Input Multiple Output) Gebrauch gemacht. Hierbei werden Signale mit gleichem Informationsinhalt über zwei verschiedene Antennen abgestrahlt. Damit werden größere Bandbreiten und eine schnellere Datenübertragung erreicht.

Die maximale Sendeleistung von LTE-Endgeräten beträgt 200 Milliwatt. Je nach Qualität der Funkverbindung zur Basisstation können die Geräte die aktuelle Sendeleistung theoretisch bis auf 0,1 Mikrowatt reduzieren.